Tesla, Gauss alebo ampér na meter – v jednotkách magnetizmu nie je vždy ľahké sa vyznať. Práve tieto hodnoty opisujú vlastnosti permanentných magnetov, elektromagnetov aj prirodzeného magnetického poľa Zeme. Stretnúť sa s nimi môžete v technických listoch neodýmových magnetov, odbornej literatúre, priemyselných aplikáciách aj pri meraní magnetického poľa.
Vysvetlíme, čo jednotlivé jednotky znamenajú, kedy sa používajú jednotky Tesla (T) a militesla (mT), Gauss (G) alebo ampér na meter (A/m). Opíšeme najčastejšie prepočty medzi jednotkami a uvedieme príklady z bežnej praxe. Viete, prečo výrobcovia magnetov uvádzajú rôzne hodnoty pre rôzne technické parametre magnetických materiálov?
Čo sú jednotky magnetizmu a magnetického poľa
Jednotky magnetického poľa slúžia na opis vlastností magnetov a magnetických polí. Neexistuje však jedna univerzálna jednotka, ktorá by vyjadrovala všetko. Každá veličina opisuje iný aspekt magnetizmu, a preto sa používajú rôzne jednotky.
Najčastejšie sa stretnete s jednotkami Tesla (T) a Gauss (G), ktoré vyjadrujú magnetickú indukciu, teda veľkosť magnetického poľa v určitom mieste. V technických listoch magnetických materiálov sa niekedy používa aj ampér na meter (A/m), napríklad na vyjadrenie koercitívnej sily.
Pri výbere magnetu je dôležité vedieť, že samotná hodnota v Teslách alebo Gausssoch presne nevypovedá o tom, aký silný bude magnet v praxi. Na výslednú príťažlivú silu majú vplyv aj rozmery magnetu, jeho tvar, použitý materiál alebo zapuzdrenie, spôsob magnetizácie či vzdialenosť od priťahovaného predmetu.
Pre lepšiu orientáciu si môžete jednotlivé jednotky predstaviť nasledovne:
- Tesla (T), Gauss (G) – vyjadrujú veľkosť magnetickej indukcie.
- Ampér na meter (A/m) – používa sa napríklad na vyjadrenie intenzity magnetického poľa alebo koercitívnej sily magnetických materiálov.
Existujú aj ďalšie jednotky používané v oblasti magnetizmu, tým sa však budeme venovať v niektorom z ďalších článkov Magnetickej encyklopédie.
Prečo pre magnetizmus nestačí jedna jednotka?
Prečo sa v magnetizme používa toľko rôznych jednotiek? Nestačila by jedna, podobne ako metre pre dĺžku alebo kilogramy pre hmotnosť?
Magnetické pole nemožno opísať jedinou veličinou. Každá jednotka vyjadruje inú vlastnosť magnetického poľa alebo magnetu.
Napríklad Tesla (T) a Gauss (G) udávajú veľkosť magnetickej indukcie v určitom mieste. Ampér na meter (A/m) opisuje intenzitu magnetického poľa a používa sa napríklad pri určovaní koercitívnej sily magnetických materiálov.
Podobnú situáciu možno poznáte aj z elektriny. Pre elektrické obvody sa používajú volty, ampéry, watty aj ohmy. Každá jednotka opisuje inú fyzikálnu veličinu a spolu poskytujú ucelený obraz o vlastnostiach elektrického obvodu.
Rovnako je to aj pri magnetoch. Preto sa v technických listoch stretnete s niekoľkými rôznymi jednotkami súčasne. Každá z nich má svoj význam a pomáha lepšie opísať vlastnosti magnetického poľa aj samotného magnetu. V tomto článku sa zameriame predovšetkým na jednotky, s ktorými sa najčastejšie stretnete pri permanentných magnetoch.
Magnetická indukcia (B)
Magnetická indukcia, označovaná symbolom B, je fyzikálna veličina, ktorá vyjadruje veľkosť a smer magnetického poľa v určitom mieste. Inými slovami opisuje, ako silno tu magnetické pole pôsobí na iné magnety, feromagnetické materiály alebo pohybujúce sa elektrické náboje.
Základnou jednotkou magnetickej indukcie je Tesla (T). V technickej praxi, najmä pri permanentných magnetoch, sa veľmi často používa aj jednotka Gauss (G). Obe jednotky vyjadrujú rovnakú veličinu a líšia sa iba veľkosťou – 1 T = 10 000 G.
Ako sa dá magnetická indukcia merať?
Magnetická indukcia sa meria pomocou teslametrov alebo gaussmetrov, ktoré využívajú Hallovu sondu. Nameraná hodnota závisí od vlastností magnetu aj od miesta merania. Najsilnejšia magnetická indukcia býva spravidla priamo na povrchu magnetu a so vzdialenosťou rýchlo klesá.
Čo ovplyvňuje magnetickú indukciu?
Výslednú hodnotu magnetickej indukcie ovplyvňuje niekoľko faktorov:
- použitý magnetický materiál (napríklad ferit, AlNiCo alebo neodým),
- magnetická trieda materiálu (napríklad N35, N42 alebo N52),
- veľkosť a tvar magnetu,
- spôsob magnetizácie – axiálna, diametrálna, radiálna,
- vzdialenosť od magnetu,
- prítomnosť okolitých feromagnetických materiálov.
Preto nemožno porovnávať dva magnety iba podľa jednej nameranej hodnoty magnetickej indukcie.
Magnetická indukcia nie je to isté ako prídržná sila
Jednou z najčastejších chýb je zamieňanie magnetickej indukcie za prídržnú silu magnetu.
Magnetická indukcia opisuje veľkosť magnetického poľa v určitom mieste, zatiaľ čo prídržná sila udáva, akou veľkou silou magnet priťahuje feromagnetický predmet za presne definovaných podmienok.
Magnet s vyššou magnetickou indukciou teda nemusí vždy udržať väčšiu hmotnosť. Výslednú prídržnú silu ovplyvňuje aj veľkosť magnetu, jeho konštrukcia, kvalita oceľového protikusu, hrúbka materiálu či prípadná vzduchová alebo iná medzera medzi magnetom a priťahovaným predmetom.
Pri výbere magnetu je preto dobré sledovať viacero technických parametrov, nielen hodnotu magnetickej indukcie.
Môže vás zaujímať: Aký je silný magnet a čo určuje jeho silu?
Prečo výrobcovia magnetov uvádzajú prídržnú silu v kilogramoch?
Hoci správnou jednotkou sily je Newton (N), mnohí výrobcovia a predajcovia magnetov uvádzajú prídržnú silu v gramoch alebo kilogramoch, pretože je to pre bežných používateľov zrozumiteľnejšie.
V skutočnosti ide o zjednodušené označenie sily zodpovedajúcej hmotnosti, ktorú magnet udrží za ideálnych podmienok. Presnejšou fyzikálnou jednotkou je Newton.
Vyššia hodnota v Teslách alebo Gausssoch zvyčajne znamená silnejšie magnetické pole a pri rovnakých rozmeroch magnetu aj vyššiu prídržnú silu. Samotná magnetická indukcia však prídržnú silu neurčuje – záleží aj od veľkosti a tvaru magnetu, kvality oceľového protikusu a podmienok merania.
Neexistuje univerzálny prepočet Tesla → Newton, ale existujú fyzikálne modely, ktoré dokážu z magnetickej indukcie, rozmerov a ďalších parametrov prídržnú silu vypočítať alebo dobre odhadnúť.
Ampér na meter (A/m)
Na rozdiel od Tesly (T) či Gaussu (G), ktoré vyjadrujú magnetickú indukciu, sa ampér na meter (A/m) používa na vyjadrenie intenzity magnetického poľa (H).
S touto jednotkou sa stretnete predovšetkým v technických listoch magnetických materiálov, kde sa používa napríklad pri hodnotách HcB alebo HcJ. Tie vyjadrujú koercitívnu silu, teda odolnosť magnetického materiálu proti odmagnetovaniu.
V praxi sa používajú jednotky A/m aj kA/m (kiloampér na meter), pričom:
- 1 kA/m = 1 000 A/m
Na rozdiel od Tesly alebo Gaussu nemožno hodnoty v A/m priamo prepočítavať, pretože vyjadrujú inú vlastnosť magnetického poľa.
Magnetická indukcia | Intenzita magnetického poľa |
| Tesla (T), Gauss (G) | A/m, kA/m |
| Opisuje veľkosť magnetického poľa | Opisuje intenzitu magnetického poľa |
| Používa sa napríklad na vyjadrenie magnetickej indukcie na povrchu magnetu | Používa sa najmä pri hodnotách HcB a HcJ v technických listoch |
Ďalšie jednotky používané v magnetizme
Okrem Tesly (T), Gaussu (G) a ampéra na meter (A/m) existujú aj ďalšie jednotky používané v magnetizme, napríklad Weber (Wb), Maxwell (Mx) alebo Oersted (Oe). S tými sa však pri práci s bežnými permanentnými magnetmi stretnete len výnimočne. Častejšie ich odborníci používajú v elektrotechnike, fyzike alebo v staršej odbornej literatúre.
V ďalších častiach rubriky Magnetická encyklopédia tieto jednotky ešte spomenieme.
Prehľad najpoužívanejších jednotiek magnetizmu
V tabuľke sumarizujeme jednotky, s ktorými sa pri výbere alebo používaní permanentných magnetov stretnete najčastejšie.
Jednotka | Značka | Čo vyjadruje | Kde sa používa |
| Tesla | T | Magnetická indukcia | Permanentné magnety, elektromagnety, magnetická rezonancia (MRI) |
| Militesla | mT | Magnetická indukcia | Slabšie magnetické polia, senzory |
| Mikrotesla | µT | Magnetická indukcia | Magnetické pole Zeme, meranie okolitého prostredia |
| Gauss | G | Magnetická indukcia | Permanentné magnety, meranie magnetického poľa |
| Ampér na meter | A/m, kA/m | Intenzita magnetického poľa (H), koercitívna sila | Technické listy magnetických materiálov |
| Remanencia | Br | Zvyšková magnetická indukcia materiálu | Technické listy permanentných magnetov |
| Koercitívna sila | Hc, HcB, HcJ | Odolnosť magnetu proti odmagnetovaniu | Technické listy magnetických materiálov |
| Maximálny energetický súčin | (BH)max | Množstvo magnetickej energie uloženej v materiáli | Porovnanie kvality magnetických materiálov |
Pri výbere bežného permanentného magnetu budete pravdepodobne najčastejšie posudzovať hodnoty Tesla (T) alebo Gauss (G), ktoré opisujú magnetickú indukciu.
V technických listoch magnetických materiálov sa uvádzajú aj remanencia (Br), koercitívna sila (Hc) a maximálny energetický súčin (BH)max, ktoré pomáhajú posúdiť vlastnosti magnetického materiálu pre konkrétne použitie.
Jednotky magnetického poľa: časté otázky (FAQ)
1. Aký je rozdiel medzi Teslou a Gaussom?
Tesla (T) aj Gauss (G) vyjadrujú rovnakú fyzikálnu veličinu – magnetickú indukciu. Líšia sa iba veľkosťou jednotky. Platí, že 1 Tesla = 10 000 Gaussov. Tesla je základnou jednotkou sústavy SI, Gauss sa stále často používa pri permanentných magnetoch a v technických materiáloch.
2. Znamená vyšší počet Tesla alebo Gaussov silnejší magnet?
Nie vždy. Vyššia hodnota magnetickej indukcie znamená silnejšie magnetické pole v danom mieste, ale sama osebe neurčuje prídržnú silu magnetu. Tú ovplyvňujú aj rozmery magnetu, jeho tvar, použitý materiál, spôsob magnetizácie a vlastnosti priťahovaného predmetu.
3. Prečo sa používa viac jednotiek magnetizmu?
Magnetizmus nemožno opísať jedinou veličinou. Tesla a Gauss vyjadrujú magnetickú indukciu, ampér na meter (A/m) opisuje intenzitu magnetického poľa. Každá jednotka má svoj význam a používa sa na vyjadrenie inej vlastnosti magnetického poľa alebo magnetického materiálu.
4. Čo znamená A/m alebo kA/m v technickom liste magnetu?
Jednotky A/m a kA/m označujú intenzitu magnetického poľa. V technických listoch neodýmových magnetov sa najčastejšie používajú pri hodnotách HcB a HcJ, ktoré vyjadrujú koercitívnu silu, teda odolnosť magnetického materiálu proti odmagnetovaniu.
5. Aké jednotky sa najčastejšie používajú pri neodýmových magnetoch?
Pri neodýmových magnetoch sa najčastejšie stretnete s magnetickou indukciou v Teslách (T) alebo Gausssoch (G). V technických listoch sa ďalej uvádzajú napríklad remanencia (Br), koercitívna sila (Hc, HcB, HcJ) alebo maximálny energetický súčin ((BH)max), ktoré pomáhajú posúdiť vlastnosti magnetického materiálu.
6. Možno prepočítať Tesly na kilogramy?
Nie. Tesla a Gauss vyjadrujú magnetickú indukciu, zatiaľ čo kilogramy, respektíve Newtony, vyjadrujú prídržnú silu. Vyššia magnetická indukcia síce pri rovnakých rozmeroch magnetu zvyčajne znamená vyššiu prídržnú silu, ale univerzálny prepočet medzi týmito veličinami neexistuje.
Jednotky magnetického poľa T a G
Tesla (T), Gauss (G) a ampér na meter (A/m) patria medzi najpoužívanejšie jednotky v oblasti magnetizmu. Pomáhajú opísať rôzne vlastnosti permanentných magnetov a uľahčujú orientáciu v ich technických parametroch.
Vďaka znalosti týchto jednotiek ľahšie porovnáte jednotlivé magnetické materiály, správne si prečítate technické listy a vyberiete vhodný magnet na konkrétne použitie.
V ďalších častiach Magnetickej encyklopédie sa pozrieme aj na ostatné fyzikálne veličiny a technické parametre, s ktorými sa môžete pri permanentných magnetoch stretnúť.
