Gauss, Tesla a další jednotky v magnetismu: Co znamenají T, G nebo A/m?

Tesla, Gauss nebo ampér na metr – v jednotkách magnetismu není vždy snadné se vyznat. Právě tyto hodnoty popisují vlastnosti permanentních magnetů, elektromagnetů i přirozeného magnetického pole Země. Setkat se s nimi můžete v technických listech neodymových magnetů, odborné literatuře, průmyslových aplikacích i při měření magnetického pole.

Vysvětlíme, co jednotlivé jednotky znamenají, kdy se používají jednotky Tesla (T) a militesla (mT), Gauss (G) nebo ampér na metr (A/m). Popíšeme nejčastější převody mezi jednotkami a příklady z běžné praxe. Víte, proč výrobci magnetů uvádějí různé hodnoty pro různé technické parametry magnetických materiálů?

Co jsou jednotky magnetismu a magnetického pole

Jednotky magnetického pole slouží k popisu vlastností magnetů a magnetických polí. Není však jedna univerzální jednotka, která by vyjadřovala vše. Každá veličina popisuje jiný aspekt magnetismu, a proto se používají různé jednotky.

Nejčastěji se setkáte s jednotkami Tesla (T) a Gauss (G), které vyjadřují magnetickou indukci, tedy velikost magnetického pole v určitém místě. V technických listech magnetických materiálů se někdy používá také ampér na metr (A/m), například pro vyjádření koercitivní síly.

Při výběru magnetu je důležité vědět, že samotná hodnota v Teslách nebo Gaussech přesně nevypovídá o tom, jak bude magnet v praxi silný. Na výslednou přitažlivou sílu mají vliv také rozměry magnetu, jeho tvar, použitý materiál nebo zapouzdření, způsob magnetizace i vzdálenost od přitahovaného předmětu.

Pro lepší orientaci si můžete jednotlivé jednotky představit následovně:

• Tesla (T), Gauss (G) – vyjadřují velikost magnetické indukce.
• Ampér na metr (A/m) – používá se například pro intenzitu magnetického pole nebo koercitivní sílu magnetických materiálů.

Existují i další jednotky používané v magnetickém oboru, těm se však budeme věnovat v některém z dalších článků Magnetické encyklopedie.

Proč pro magnetismus nestačí jedna jednotka?

Proč se v magnetismu používá tolik různých jednotek? Nestačila by jedna, podobně jako metry pro délku nebo kilogramy pro hmotnost?

Magnetické pole nelze popsat jedinou veličinou. Každá jednotka vyjadřuje jinou vlastnost magnetického pole nebo magnetu.

Například Tesla (T) a Gauss (G) udávají velikost magnetické indukce v určitém místě. Ampér na metr (A/m) popisuje intenzitu magnetického pole a používá se například při určování koercitivní síly magnetických materiálů.

Podobnou situaci možná znáte i z elektřiny. Pro elektrické obvody se používají volty, ampéry, watty i ohmy. Každá jednotka popisuje jinou fyzikální veličinu a dohromady poskytují ucelený obraz o vlastnostech elektrického obvodu.

Stejně je tomu i u magnetů. Proto se v technických listech setkáte s několika různými jednotkami současně. Každá z nich má svůj význam a pomáhá lépe popsat vlastnosti magnetického pole i samotného magnetu. V tomto článku se zaměříme především na jednotky, se kterými se nejčastěji setkáte u permanentních magnetů.

Magnetická indukce (B)

Magnetická indukce, označovaná symbolem B, je fyzikální veličina, která vyjadřuje velikost a směr magnetického pole v určitém místě. Jinými slovy popisuje, jak silně zde magnetické pole působí na jiné magnety, feromagnetické materiály nebo pohybující se elektrické náboje.

Základní jednotkou magnetické indukce je Tesla (T). V technické praxi, zejména u permanentních magnetů, se velmi často používá také jednotka Gauss (G). Obě jednotky vyjadřují stejnou veličinu a liší se pouze velikostí – 1 T = 10 000 G.

Jak se dá magnetická indukce měřit?

Magnetická indukce se měří pomocí teslametrů nebo gaussmetrů, které využívají Hallovu sondu. Naměřená hodnota závisí na vlastnostech magnetu i na místě měření. Nejsilnější magnetická indukce bývá zpravidla přímo na povrchu magnetu a se vzdáleností rychle klesá.

Co ovlivňuje magnetickou indukci?

Výslednou hodnotu magnetické indukce ovlivňuje několik faktorů:

• použitý magnetický materiál (například ferit, AlNiCo či neodym),
• magnetická třída materiálu (například N35, N42 nebo třeba N52),
• velikost a tvar magnetu,
• způsob magnetizace – axiální, diametrální, radiální,
• vzdálenost od magnetu,
• přítomnost okolních feromagnetických materiálů.

Proto nelze porovnávat dva magnety pouze podle jedné naměřené hodnoty magnetické indukce.

Magnetická indukce není totéž co přídržná síla

Jednou z nejčastějších chyb je zaměňování magnetické indukce za přídržnou sílu magnetu.

Magnetická indukce popisuje velikost magnetického pole v určitém místě, zatímco přídržná síla udává, jak velkou silou magnet přitahuje feromagnetický předmět za přesně definovaných podmínek.

Magnet s vyšší magnetickou indukcí tedy nemusí vždy udržet větší hmotnost. Výslednou přídržnou sílu ovlivňuje také velikost magnetu, jeho konstrukce, kvalita ocelového protikusu, tloušťka materiálu i případná vzduchová či jiná mezera mezi magnetem a přitahovaným předmětem.

Při výběru magnetu je proto dobré sledovat více technických parametrů, nejen hodnotu magnetické indukce.

Může vás zajímat: Jaký je silný magnet a co určuje jeho sílu?

Proč výrobci magnetů uvádějí přídržnou sílu v kilogramech?

Přestože je správnou jednotkou síly Newton (N), mnoho výrobců a prodejců magnetů uvádí přídržnou sílu v gramech nebo kilogramech, protože je to pro běžné uživatele srozumitelnější.

Ve skutečnosti jde o zjednodušené označení síly odpovídající hmotnosti, kterou magnet udrží za ideálních podmínek. Přesnější fyzikální jednotkou je Newton.

Vyšší hodnota v Teslách nebo Gaussech obvykle znamená silnější magnetické pole a při stejných rozměrech magnetu také vyšší přídržnou sílu. Samotná magnetická indukce však přídržnou sílu neurčuje – záleží také na velikosti a tvaru magnetu, kvalitě ocelového protikusu i podmínkách měření.

Neexistuje univerzální převod Tesla → Newton, ale existují fyzikální modely, které z magnetické indukce, rozměrů a dalších parametrů dokážou přídržnou sílu spočítat nebo dobře odhadnout.

Ampér na metr (A/m)

Na rozdíl od Tesly (T) či Gaussu (G), které vyjadřují magnetickou indukci, se ampér na metr (A/m) používá pro vyjádření intenzity magnetického pole (H).

S touto jednotkou se setkáte především v technických listech magnetických materiálů, kde se používá například u hodnot HcB nebo HcJ. Ty vyjadřují koercitivní sílu, tedy odolnost magnetického materiálu proti odmagnetování.

V praxi se používají jednotky A/m i kA/m (kiloampér na metr), přičemž:

• 1 kA/m = 1 000 A/m

Na rozdíl od Tesly nebo Gaussu nelze hodnoty v A/m přímo převádět, protože vyjadřují jinou vlastnost magnetického pole.

Další jednotky používané v magnetismu

Kromě Tesly (T), Gaussu (G) a ampéru na metr (A/m) existují i další jednotky používané v magnetismu, například Weber (Wb), Maxwell (Mx) nebo Oersted (Oe). S těmi se však při práci s běžnými permanentními magnety setkáte jen výjimečně. Častěji je odborníci používají v elektrotechnice, fyzice nebo ve starší odborné literatuře.

V dalších dílech rubriky Magnetická encyklopedie tyto jednotky ještě zmíníme.

Přehled nejpoužívanějších jednotek magnetismu

V tabulce shrnujeme jednotky, se kterými se při výběru nebo používání permanentních magnetů setkáte nejčastěji.

Při výběru běžného permanentního magnetu budete asi nejčastěji posuzovat hodnoty Tesla (T) nebo Gauss (G), které popisují magnetickou indukci.

V technických listech magnetických materiálů bývají uvedené také remanence (Br), koercitivní síla (Hc) a maximální energetický součin (BH)max, které pomáhají posoudit vlastnosti magnetického materiálu pro konkrétní použití.

Jednotky magnetického pole: časté otázky o (FAQ)

1. Jaký je rozdíl mezi Teslou a Gaussem?

Tesla (T) i Gauss (G) vyjadřují stejnou fyzikální veličinu – magnetickou indukci. Liší se pouze velikostí jednotky. Platí, že 1 Tesla = 10 000 Gaussů. Tesla je základní jednotkou soustavy SI, Gauss se stále často používá u permanentních magnetů a v technických materiálech.

2. Znamená vyšší počet Tesla nebo Gaussů silnější magnet?

Ne vždy. Vyšší hodnota magnetické indukce znamená silnější magnetické pole v daném místě, ale sama o sobě neurčuje přídržnou sílu magnetu. Tu ovlivňují také rozměry magnetu, jeho tvar, použitý materiál, způsob magnetizace i vlastnosti přitahovaného předmětu.

3. Proč se používá více jednotek magnetismu?

Magnetismus nelze popsat jedinou veličinou. Tesla a Gauss vyjadřují magnetickou indukci, ampér na metr (A/m) popisuje intenzitu magnetického pole. Každá jednotka má svůj význam a používá se pro jinou vlastnost magnetického pole nebo magnetického materiálu.

4. Co znamená A/m nebo kA/m v technickém listu magnetu?

Jednotky A/m a kA/m označují intenzitu magnetického pole. V technických listech neodymových magnetů se nejčastěji používají u hodnot HcB a HcJ, které vyjadřují koercitivní sílu, tedy odolnost magnetického materiálu proti odmagnetování.

5. Jaké jednotky se nejčastěji používají u neodymových magnetů?

U neodymových magnetů se nejčastěji setkáte s magnetickou indukcí v Teslách (T) nebo Gaussech (G). V technických listech se dále uvádějí například remanence (Br), koercitivní síla (Hc, HcB, HcJ) nebo maximální energetický součin ((BH)max), které pomáhají posoudit vlastnosti magnetického materiálu.

6. Lze převést Tesly na kilogramy?

Ne. Tesla a Gauss vyjadřují magnetickou indukci, kilogramy, respektive Newtony, přídržnou sílu. Vyšší magnetická indukce sice při stejných rozměrech magnetu obvykle znamená vyšší přídržnou sílu, ale univerzální převod mezi těmito veličinami neexistuje.

Jednotky magnetického pole T a G

Tesla (T), Gauss (G) a ampér na metr (A/m) patří mezi nejpoužívanější jednotky v oblasti magnetismu. Pomáhají popsat různé vlastnosti permanentních magnetů a usnadňují orientaci v jejich technických parametrech.

Díky znalosti těchto jednotek snadněji porovnáte jednotlivé magnetické materiály, správně přečtete technické listy a vyberete vhodný magnet pro konkrétní použití.

V dalších dílech Magnetické encyklopedie se podíváme i na ostatní fyzikální veličiny a technické parametry, se kterými se můžete u permanentních magnetů setkat.