Het is niet echt mijn vakgebied, maar ik vind dit een leuke vraag om verder over na te denken.
Formules om de sterkte van magneten te berekenen zijn wel te vinden op internet. Het probleem is om dat om te zetten in een praktisch werkende magneet.
Omdat het een afschuifkracht betreft, zal de trekkracht van de magneet veel hoger moeten zijn. Wrijvingscoëfficiënt van staal op staal bij rustende wrijving is 0,15, dus de benodigde kracht wordt dan 50/0,15 = ca. 330 kg.
Een krachtige magneetvorm is een torroid. Dit is een ronde magneet met de spoel om een kern gewikkeld, die weer doorgaat rondom de spoel. Een doorsnede ziet er zo uit. Blauw is de kern, geel is de spoel.
Als je uitgaat van deze vorm en gewoon staal als magneetkern kan je het aantal wikkelingen en de stroom bepalen. Daar moet je dan het juiste wikkeldraad bij zoeken en dan blijkt dat je dat niet kwijt kan op in de daarvoor geschikte ruimte.
Dus moet je opnieuw beginnen met een kern met iets andere maten en weer een berekening doen. Je zou deze berekening in een spreadsheet kunnen zetten, waardoor het ontwerp wat sneller verloopt.
Bij een eerste poging en uitgaande van een magneetdiameter van 50 mm en een hoogte van 50 mm kom ik op een stroom van 0,7 Ampere en 600 wikkelingen. Maar dat past niet in de kern.
Mijn inschatting is dat het met een iets andere vorm en minder wikkelingen op ca 2 a 3 Ampere uitkomt.
Een andere benadering is om te kijken naar de trekkracht van in de handel verkrijgbare magneten. Bij een bekend postorderbedrijf voor o.a. elektronicaspullen zijn simpele trekmagneten verkrijgbaar die bij een stroom van 0,7 ampere ca. 5,5 kg trekken.
De stroom zit kwadratisch in de formule dus om een trekkracht van 330 kg te krijgen met dit soort magneten zou je een stroom van wortel(330/5,5) x 0,7 = ca. 5,5 Ampere nodig hebben.
