Стопка: сила растёт, но с убывающей отдачей
Когда вы ставите магниты друг на друга притягивающимися сторонами, получается один магнит большей высоты. Площадь контакта со сталью при этом не меняется — работает всё тот же нижний полюс. Растёт только высота, а её влияние быстро выдыхается.
Поэтому единого ответа «стопка хуже» нет. У тонкого диска высоты как раз не хватает, и стопка добавляет силу быстрее, чем простое сложение. У толстого прибавки почти нет, и те же магниты выгоднее разнести по стали.
Один диск Ø20 × 5 мм N42 ≈ 4,3 кгс.
Два в стопке ≈ 10,8 кгс, врозь ≈ 8,6 кгс.
У толстого Ø20 × 10 мм наоборот: стопка 17,2, врозь 21,5.
Сколько даёт каждый следующий магнит
В таблице — сила стопки из 1–5 одинаковых дисков N42 для трёх пропорций: тонкого, среднего и толстого.
| Магнит N42 | 1 шт | 2 шт | 3 шт | 4 шт | 5 шт |
|---|---|---|---|---|---|
| Ø20×2 мм — тонкий | 0,8×1,0 | 3,0×3,6 | 5,7×6,9 | 8,4×10,1 | 10,8×13,0 |
| Ø20×5 мм — средний | 4,3×1,0 | 10,8×2,5 | 14,9×3,5 | 17,2×4,0 | 18,6×4,3 |
| Ø20×10 мм — толстый | 10,8×1,0 | 17,2×1,6 | 19,4×1,8 | 20,3×1,9 | 20,7×1,9 |
Кгс на отрыв, под числом — во сколько раз больше одного магнита. кгс — килограмм-сила: оценка усилия на отрыв от толстой стали, а не допустимый вес предмета. Подробнее о модели ↗
Закономерность видна сразу: тонкому магниту стопка помогает очень сильно (у него не хватает именно высоты, и добавка идёт впрок), а толстому — почти нет. Диск Ø20×2 мм в стопке из пяти становится сильнее в десяток раз, а вот Ø20×10 мм — меньше чем вдвое, хотя материала в стопке впятеро больше. Четвёртый и пятый магнит в такой стопке добавляют считаные проценты — деньги на ветер.
Рядом: складываются почти честно
Совсем другое дело, когда магниты разнесены по поверхности. Каждый работает на своём пятне стали и не мешает соседу. Два диска Ø15×5 мм по 3,7 кг дадут около 7,5 кг, четыре — около 14,9 кг.
Условие одно: расстояние между ними должно быть хотя бы два-три диаметра. Слишком близко поставленные магниты начинают «делить» между собой одну и ту же область стали, и выигрыш падает.
На тонком металле разнести — обязательно
Тут разница становится драматичной. Возьмём лист толщиной 1 мм:
| Вариант | На листе 1 мм, кгс |
|---|---|
| Один Ø20×10 мм (стопка из двух по 5 мм) | 3,1 |
| Два Ø20×5 мм, разнесённые по площади | 4,9 |
кгс — килограмм-сила: оценка усилия на отрыв, а не допустимый вес предмета. Тонкий лист насыщается и не пропускает всё поле — почему так ↗
Тот же материал, та же цена — а держит в полтора раза больше просто потому, что магниты не перегружают сталь в одной точке. Подробнее про этот эффект — магнит на тонком металле.
Что это значит на практике
Нужно больше силы — берите шире, а не выше
Диаметр даёт площадь, а площадь работает всегда.
Разносите магниты
На два-три диаметра друг от друга.
Стопка сильнее всего помогает тонким магнитам
Два диска Ø20 × 2 мм дают ×3,6 к одному, Ø20 × 5 мм — ×2,5, а Ø20 × 10 мм — только ×1,6.
Не складывайте одноимёнными полюсами
Они оттолкнутся, а сила упадёт.
Считайте запас 2–3 раза
От расчёта — как и для одиночного магнита.
Вопросы и ответы
Два магнита вместе держат вдвое сильнее?
Смотря как сложить и какой магнит. Разнесённые по поверхности складываются почти честно — вдвое: каждый работает на своём пятне стали. В стопке площадь контакта не меняется, растёт только высота, поэтому результат зависит от пропорций: два диска Ø20×5 мм N42 в стопке дают 10,8 кгс против 8,6 кгс врозь, а два толстых Ø20×10 мм — наоборот, 17,2 кгс стопкой против 21,5 кгс врозь.
Сколько даёт третий и четвёртый магнит в стопке?
Всё меньше. У среднего диска второй магнит добавляет заметно, третий — уже немного, а после четвёртого прибавка почти не ощущается: высота столбика перестаёт влиять на поле у поверхности.
Почему магазинные магниты продают наборами по несколько штук?
Потому что несколько магнитов по площади — это и правда сильнее и надёжнее одного большого, особенно на тонком металле. Плюс нагрузка распределяется, и крепление не держится на единственной точке.
Что будет, если сложить магниты одноимёнными полюсами?
Они будут отталкиваться, и удерживать что-либо такая пара не сможет. Для увеличения силы магниты складывают только разноимёнными полюсами, притягивающимися сторонами — так, как они сами слипаются.