Magnetische veldsterkte en trekkracht – waarom dit niet hetzelfde is

Veldsterkte en trekkracht worden voortdurend door elkaar gehaald, en dat is begrijpelijk: ze hangen samen, alleen niet recht evenredig. Het verband is bekend en eenvoudig genoeg om zelf na te rekenen, en zodra je het kent verklaart het waarom een halve millimeter lucht de helft van je houdkracht kost.

Het verband in één formule

De aantrekkingskracht tussen een magneet en een vlakke stalen plaat volgt uit de fluxdichtheid in het contactvlak en de oppervlakte daarvan:

F = B² × A / (2 × μ₀)

Daarin is B de fluxdichtheid in tesla, A het contactoppervlak in vierkante meter en μ₀ de magnetische constante (4π × 10⁻⁷). Het cruciale punt zit in die kwadraat: het veld weegt twee keer zo zwaar mee als het oppervlak.

Een schijf van 20 × 5 mm doorgerekend

Neem een N42-schijf van 20 mm doorsnede en 5 mm dik, tegen een dikke stalen plaat. Het contactoppervlak is π × (0,01 m)² ≈ 3,14 × 10⁻⁴ m². De vraag is welke B je invult, en daar gaat het bij de meeste rekentools mis.

In een volledig gesloten magnetisch circuit nadert de fluxdichtheid de remanentie van het materiaal, bij N42 dus circa 1,3 T. Vul je dat in, dan kom je op ruim 200 newton oftewel zo'n 20 kg — en dat is vier keer wat deze magneet in werkelijkheid houdt. De reden staat niet in de formule: de hoogte van de magneet komt er niet in voor, terwijl die bepaalt of de magneet zijn remanentie in het contactvlak überhaupt kan opbouwen.

Een schijf van 5 mm dik bij 20 mm doorsnede is daarvoor te plat. Die haalt in het contactvlak grofweg 0,6 T, en dan geeft de formule 0,6² × 3,14 × 10⁻⁴ / (2 × 4π × 10⁻⁷) ≈ 45 newton, oftewel circa 4,6 kg. Dat komt wél overeen met de opgegeven waarde voor dit formaat.

Waarom een halve millimeter zo veel kost

Hier komt de kwadratische relatie hard binnen. Bij een luchtspleet van 0,5 mm zakt de fluxdichtheid in het contactvlak van een kleine schijfmagneet met ruwweg 30 %. Kwadrateer dat en je houdt de helft van de kracht over — precies de vuistregel die we in de verliestabel bij trekkracht berekenen hanteren.

Datzelfde verklaart waarom een poedercoat van 80 µm merkbaar is terwijl het maar acht honderdste millimeter is, en waarom verf op verf op een oude radiator serieus in de papieren loopt. Het is niet de dikte die telt maar het kwadraat van wat er aan veld overblijft. Welke materialen hoeveel afstand maken, staat bij werken magneten door verschillende materialen heen.

Waar de formule ophoudt te kloppen

Zoals elke vuistregel heeft deze grenzen, en die zijn de moeite waard om te kennen.

De formule gaat uit van een homogeen veld over het hele contactvlak. Bij een schijfmagneet is het veld in het midden sterker dan aan de rand, dus je rekent met een gemiddelde. Bij een potmagneet klopt hij juist beter, omdat de stalen pot het veld gelijkmatig over de ring verdeelt — een van de redenen dat potmagneten voorspelbaarder presteren dan losse schijven.

Verder gaat de formule ervan uit dat het staal alle flux kan geleiden. Op plaatstaal van 0,5 mm is dat niet zo: dat verzadigt, waardoor B in het contactvlak niet meestijgt met een sterkere magneet. Daar loopt de berekening dus stelselmatig te hoog uit; zie magnetische verzadiging van staal.

Wat dit betekent voor je keuze

Dat de kracht kwadratisch met het veld loopt maar lineair met het oppervlak, geeft een concrete voorkeursvolgorde bij problemen. Contact verbeteren gaat vóór alles: een luchtspleet wegwerken, een tussenlaag verwijderen of een oppervlak vlakker maken levert de grootste winst per euro. Daarna komt het tegenstuk — dikker staal laat een hogere B toe. Pas daarna komt een grotere magneet, en helemaal achteraan een sterkere klasse.

Dat is precies omgekeerd aan hoe de meeste mensen het aanpakken. Wie belt omdat het niet houdt, vraagt vrijwel altijd naar een sterkere magneet, terwijl in dezelfde situatie een stukje staal achter de plaat of een schoongemaakt contactvlak vaak meer doet en niets kost. Voor de vertaalslag naar een concrete keuze helpt hoe sterk moet een magneet zijn.

Trekkracht is niet schuifkracht

Nog een reden waarom een opgegeven waarde weinig zegt: de formule beschrijft loodrechte trekkracht. Belast je zijdelings, dan telt alleen wrijving mee en blijft er bij een kale magneet 15 tot 20 % van over. Bij verticale montage is dat de bepalende grootheid, niet de trekkracht uit de formule. Zie schuifkracht bij magneten.

Dit artikel hoort bij het cluster Houdkracht & prestaties binnen de categorie potmagneten.

Laatst bijgewerkt: 8 september 2026