Schuifkracht van een magneet: waarom die lager is dan trekkracht

Trekkracht en schuifkracht: het verschil in één zin

Trekkracht is de kracht die nodig is om een magneet recht van een metalen oppervlak af te trekken. Schuifkracht is de kracht die nodig is om dezelfde magneet zijdelings over dat oppervlak te laten glijden.

Wat is trekkracht?

De trekkracht van een magneet is de kracht loodrecht op het contactvlak. Dit is ook de waarde die je meestal terugziet als “houdkracht” in kilo’s. In specificaties wordt trekkracht doorgaans bepaald onder gunstige omstandigheden: volledige vlakcontact, een vlakke en voldoende dikke stalen plaat en zo min mogelijk tussenruimte. In die situatie wordt het magnetisch veld optimaal benut.

Wat is schuifkracht?

Schuifkracht gaat over zijdelingse belasting. De magneet blijft contact houden met het metaal, maar je probeert hem te laten verschuiven. In veel praktische toepassingen is dit juist de relevante situatie, bijvoorbeeld wanneer een magneet iets op een verticale metalen wand vasthoudt, of wanneer er trillingen en beweging optreden.

Waarom is de schuifkracht veel lager dan de trekkracht?

Bij trekkracht werk je direct tegen het magnetisch veld in. Bij schuifkracht blijft het veld grotendeels “gesloten” en moet je de magneet vooral over het oppervlak laten glijden. Dan wordt niet het magnetisch veld zelf de beperkende factor, maar de wrijving tussen magneet en ondergrond.
De magnetische aantrekkingskracht drukt de magneet als het ware tegen het metaal aan. Die drukkracht bepaalt hoeveel wrijving er ontstaat. Zodra de zijdelingse kracht groter wordt dan die wrijving, begint de magneet te schuiven.

Hoeveel lager is de schuifkracht in de praktijk?

In de praktijk is de schuifkracht vaak maar een deel van de opgegeven trekkracht. Op basis van praktijkervaringen en metingen kun je als vuistregel aanhouden dat schuifkracht meestal rond de 15 tot 20% van de trekkracht ligt.
Een voorbeeld: een neodymium magneet met een trekkracht van 10 kg komt dan vaak uit op ongeveer 1,5 tot 2 kg schuifkracht.
Zie dit als een praktische bandbreedte, geen vaste natuurconstante. De werkelijke waarde hangt sterk af van de ondergrond en de afwerking van de magneet.

Hoe sterk een magneet in schuif- of trekrichting werkt, wordt niet alleen bepaald door de opgegeven kracht, maar ook door de vorm van de magneet en hoe het magnetische veld is geconcentreerd, wat verder wordt toegelicht in het artikel over de invloed van magneetvorm op veldlijnen.

Factoren die schuifkracht beïnvloeden

De schuifkracht kan hoger of lager uitvallen door het oppervlak en de wrijving.
Een ruwere staalsoort geeft vaak meer grip dan zeer glad staal. Vuil, stof, verf of vetlagen verminderen de wrijving en verlagen de schuifkracht. Ook het contactvlak telt mee: volledige vlakcontact werkt beter dan puntcontact of een magneet die net niet mooi vlak aanligt.
Daarnaast maakt de afwerking van de magneet verschil. Magneten met een rubbercoating hebben doorgaans meer grip en daardoor in de praktijk een duidelijk hogere schuifkracht, terwijl glad gecoate magneten juist sneller kunnen schuiven.

Wanneer is schuifkracht belangrijker dan trekkracht?

Schuifkracht wordt extra belangrijk bij verticale toepassingen en bij situaties met beweging of trilling. Denk aan bevestigingen aan metalen wanden, gereedschap dat aan een magneet hangt, of objecten die door hun gewicht of gebruik langzaam “naar beneden willen schuiven”.
In dit soort toepassingen geeft alleen naar trekkracht kijken een vertekend beeld van wat er in de praktijk haalbaar is.

Samenvatting

Trekkracht is de maximale houdkracht loodrecht op het oppervlak en wordt vaak als “houdkracht in kilo’s” opgegeven. Schuifkracht is de zijdelingse houdkracht en is in de praktijk meestal veel lager, vaak rond de 15 tot 20% van de trekkracht. De ondergrond, wrijving, contactvlak en coating bepalen hoeveel schuifkracht je daadwerkelijk overhoudt in jouw toepassing.

Technisch team MagneetjesWinkel.nl De informatie op deze pagina is zorgvuldig samengesteld door het technisch team van MagneetjesWinkel.nl. Zo ben je verzekerd van betrouwbare en actuele informatie over magneten en hun toepassingen.