Nhiều người thường nghĩ rằng nam châm càng to thì lực hút càng mạnh, hoặc hai nam châm có cùng kích thước sẽ có lực hút giống nhau. Tuy nhiên, thực tế lại hoàn toàn khác. Có rất nhiều trường hợp hai nam châm có cùng kích thước, cùng hình dạng nhưng lực hút lại chênh lệch rất lớn. Vậy nguyên nhân là gì? Tại bài viết này, KOS sẽ phân tích và đưa ra lời giải thích chi tiết về vấn đề nam châm cùng kích thước nhưng độ mạnh lại khác nhau nhé.

Chất liệu nam châm là yếu tố quyết định hàng đầu

Chất liệu là nguyên nhân hàng đầu khiến hai nam châm giống nhau về mặt kích thước nhưng lại khác nhau về lực hút. Hiện nay, nam châm được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau và mỗi loại có đặc tính từ riêng.

Nam châm Neodymium là loại mạnh nhất hiện nay. Có thể mạnh hơn 10–20 lần so với loại thông thường. Thường loại nam châm này có màu trắng bạc do được mạ kim loại.

Nam châm Ferrite (gốm) có lực hút yếu hơn nhiều, màu đen, bền, không bị gỉ và giá rẻ. Vì vậy, nếu đặt hai nam châm cùng kích thước cạnh nhau, một là Neodymium và một là Ferrite, thì nam châm Neodymium sẽ hút mạnh vượt trội.

Do cấp độ (Grade) của nam châm

Ngay cả khi cùng là nam châm Neodymium, lực hút vẫn có thể khác nhau do cấp độ từ tính. Bạn thường thấy các ký hiệu như N35, N42, N52. Đây chính là cấp độ (grade) của nam châm. Điều này có nghĩa là con số càng lớn thì nam châm càng mạnh và thể hiện mật độ năng lượng từ. Ví dụ như nam châm N52 sẽ mạng hơn N42. Nam châm cấp cao như N52 thường giòn hơn và đắt hơn. Tuy nhiên, không phải lúc nào chúng ta cũng cần dùng loại mạnh nhất.

Cấu trúc vi mô 

Bên trong mỗi nam châm có hàng triệu miền từ nhỏ. Độ mạnh của nam châm phụ thuộc vào cách các miền này được sắp xếp. Nam châm mạnh thì các miền từ xếp thẳng hàng và cùng hướng, tạo ra từ trường mạnh, ổn định. Còn nếu nam châm yếu thì các miền từ lộn xộn, không đồng nhất và từ trường bị triệt tiêu một phần. Đây là được xem là yếu tố “ẩn”, nhưng lại ảnh hưởng rất lớn đến lực hút thực tế của nam châm.

Hướng từ hóa của nam châm

Không chỉ vật liệu, cách nam châm được từ hóa cũng ảnh hưởng trực tiếp đến độ mạnh khi sử dụng. Các kiểu từ hóa phổ biến hiện nay gồm từ hóa theo chiều dày, theo chiều dài và đa cực.
Yếu tố này sẽ quyết định cách đường sức từ thoát ra ngoài, ảnh hưởng đến lực hút nam châm trên bề mặt tiếp xúc. Ví dụ như, hai nam châm cùng kích thước nhưng khác hướng từ hóa sẽ cho lực hút khác nhau trong cùng một điều kiện sử dụng.

Lớp phủ và chất lượng gia công nam châm

Lớp phủ bên ngoài đóng vai trò quan trọng đối với nam châm, đặc biệt là nam châm Neodymium. Nếu lớp phủ tốt sẽ giúp nam châm chống gỉ, bảo vệ lõi nam châm và duy trì lực hút lâu dài. Nếu như lớp phủ kém thì nam châm dễ bong tróc, bị oxy hóa dẫn tới giảm từ tính. Đây là lý do nam châm giá rẻ thường nhanh yếu hơn dù ban đầu có vẻ giống nhau.

Ảnh hưởng của nhiệt độ

Nhiệt độ là điểm yếu của nam châm. Khi nhiệt độ quá cao sẽ làm cấu trúc từ của nam châm bị phá vỡ. Còn nếu nam châm mất từ sẽ dẫn tới giảm lực hút. Ví dụ như nam châm Neodymium thường chỉ chịu được khoảng 80°C. Nếu vượt ngưỡng này sẽ làm lực hút nam châm Neodymium giảm đáng kể. Vì vậy, hai nam châm cùng kích thước nhưng dùng trong môi trường khác nhau cũng sẽ có độ mạnh khác nhau theo thời gian.

Va đập và hư hỏng vật lý

Nam châm, đặc biệt là Neodymium có tính giòn. Khi bị rơi, va đập mạnh và nứt vỡ sẽ làm cấu trúc bên trong sẽ bị xáo trộn, giảm lực hút. Điều này cũng giải thích vì sao nam châm cũ có thể yếu hơn nam châm mới. Và hai nam châm giống nhau nhưng với một cái đã qua sử dụng sẽ kém hơn.

Kích thước giống nhau nhưng thể tích từ hiệu dụng khác nhau

Một số nam châm có phần lõi từ nhỏ hơn do gia công, khoan lỗ hoặc thiết kế, không được từ hóa toàn phần. Điều này dẫn tới dù nam châm có kích thước bên ngoài giống nhau nhưng lực hút thực tế lại khác nhau.

Môi trường sử dụng và bề mặt tiếp xúc

Lực hút của nam châm không chỉ phụ thuộc vào bản thân nó mà còn phụ thuộc vào điều kiện sử dụng. Nếu như bề mặt kim loại dày hay mỏng, có khe hở không khí hay không, có lớp sơn phủ hay không sẽ đều đem lại sự khác biệt cho dù hai nam châm giống nhau.

Trên đây là lý giải vì sao hai nam châm cùng kích thước nhưng độ mạnh lại khác nhau. Khi chọn mua nam châm, bạn không nên chỉ nhìn vào kích thước mà cần quan tâm đến chất liệu, cấp độ và mục đích sử dụng. Việc hiểu rõ các yếu tố này sẽ giúp bạn chọn đúng loại nam châm, tránh lãng phí và đảm bảo hiệu quả lâu dài. Nếu còn bất kỳ thắc mắc nào, bạn vui lòng liên hệ với KOS nhé.