Sådan måles styrken af ​​magneter

Magneter har mange styrker, og du kan bruge engauss meterfor at bestemme styrken af ​​en magnet. Du kan måle magnetfeltet i teslas eller magnetisk flux i webers eller Teslas • m² ("tesla kvadratmeter"). Detmagnetfelter tendensen for, at en magnetisk kraft induceres på bevægelige ladede partikler i nærværelse af disse magnetfelter.

​Magnetisk fluxer en måling af, hvor meget af et magnetfelt, der passerer gennem et bestemt overfladeareal for en overflade såsom en cylindrisk skal eller et rektangulært ark. Da disse to størrelser, felt og flux, er nært beslægtede, bruges begge som kandidater til bestemmelse af styrken af ​​en magnet. For at bestemme styrken:

1. Med en gaussmåler kan du tage magneten til et område, hvor ingen andre magnetiske genstande (såsom mikrobølger og computere) er i nærheden.
2. Placer gaussmåleren direkte på overfladen af ​​en af ​​magnetens poler.
3. Find nålen på gaussmåleren, og find den tilsvarende overskrift. De fleste gaussmålere har en rækkevidde på 200 til 400 gauss med 0 gauss (intet magnetfelt) i midten, negativ gauss til venstre og positiv gauss til højre. Jo længere mod venstre eller højre nålen ligger, jo stærkere er magnetfeltet.
   instagram story viewer

•••Syed Hussain Ather

Magneternes magt i forskellige sammenhænge og situationer kan måles ved hjælp af mængden af ​​magnetisk kraft eller magnetfelt, de afgiver. Forskere og ingeniører tager højde for magnetfelt, magnetisk kraft, flux, magnetisk moment og det endda magnetiske karakter af magneterne, de bruger i eksperimentel forskning, medicin og industri, når de bestemmer, hvor stærke magneter er.

Du kan tænke pågauss metersom en magnetisk styrke meter. Denne metode til måling af magnetisk styrke kan bruges til at bestemme den magnetiske styrke for luftfragt, der skal være streng med hensyn til at bære neodymmagneter. Dette er sandt, fordi neodymmagnetstyrken tesla og det magnetfelt, som den producerer, kan forstyrre flyets GPS. Neodymmagnetisk styrke tesla, som for andre magneter, skal falde med kvadratet for afstanden væk fra det.

Magneternes opførsel afhænger af det kemiske og atomare materiale, der udgør dem. Disse sammensætninger lader videnskabsmand og ingeniører undersøge, hvor godt materialerne lader elektroner eller ladninger strømme gennem dem for at tillade magnetisering at forekomme. Disse magnetiske øjeblikke, den magnetiske egenskab, der giver feltet et momentum eller en rotationskraft i nærvær af en magnetisk felt afhænger i vid udstrækning af det materiale, der fremstiller magneterne til at bestemme, om de er diamagnetiske, paramagnetiske eller ferromagnetisk.

Hvis magneter er lavet af materialer, der ikke har få eller ikke-parrede elektroner, er dediamagnetisk. Disse materialer er meget svage, og i nærværelse af et magnetfelt frembringer de negative magnetiseringer. Det er svært at fremkalde magnetiske øjeblikke i dem.

​Paramagnetiskmaterialer har uparrede elektroner, således at materialerne i nærvær af et magnetfelt udviser delvise justeringer, der giver det en positiv magnetisering.

Langt om længe,ferromagnetiskmaterialer som jern, nikkel eller magnetit har meget stærke attraktioner, således at disse materialer udgør permanente magneter. Atomer er justeret på en sådan måde, at de let udveksler kræfter og lader strøm strømme igennem med stor effektivitet. Disse giver kraftige magneter med udvekslingskræfter, der er omkring 1000 Teslas, hvilket er 100 millioner gange stærkere end Jordens magnetfelt.

Forskere og ingeniører henviser generelt til ententrækkrafteller magnetfeltets styrke ved bestemmelse af magnetenes styrke. Trækstyrke er, hvor meget kraft du skal udøve, når du trækker en magnet væk fra en stålgenstand eller en anden magnet. Producenter henviser til denne kraft ved hjælp af pund for at henvise til den vægt, som denne kraft er, eller Newtons, som en magnetisk styrke måling.

For magneter, der varierer i størrelse eller magnetisme på tværs af deres eget materiale, skal du bruge magnetens poloverflade til at foretage en måling af magnetisk styrke. Foretag magnetiske styrke målinger af de materialer, du vil måle ved at forblive langt fra andre magnetiske genstande. Du bør også kun bruge gauss-målere, der måler magnetfelter på mindre end eller lig med 60 Hz vekselstrømsfrekvenser (AC) for husholdningsapparater, ikke til magneter.

Detlønklasse nummerellerN-nummerbruges til at beskrive trækkraften. Dette tal er omtrent proportionalt med trækkraften for neodymmagneter. Jo højere tal, jo stærkere er magneten. Det fortæller dig også neodymmagnetstyrken tesla. En N35-magnet er 35 Mega Gauss eller 3500 Tesla.

I praktiske omgivelser kan forskere og ingeniører teste og bestemme magnets kvalitet ved hjælp af det maksimale energiprodukt af det magnetiske materiale i enheder afMGO'er eller megagauss-oesterds, hvilket svarer til ca. 7957,75 J / m³ (joule pr. meter kuberet). MGO'erne af en magnet fortæller dig det maksimale punkt på magnetendemagnetiseringskurve, også kendt somBH-kurveellerhysteresekurve, en funktion, der forklarer magnetens styrke. Det redegør for, hvor svært det er at demagnetisere magneten, og hvordan magnetens form påvirker dens styrke og ydeevne.

En MGOe-magnetmåling afhænger af det magnetiske materiale. Blandt de sjældne jordmagneter har neodymmagneter generelt 35 til 52 MGO'er, samarium – cobalt (SmCo) magneter har 26, alnico magneter har 5,4, keramiske magneter har 3,4 og fleksible magneter er 0,6-1,2 MGO'er. Mens sjældne jordsmagneter af neodym og SmCo er meget stærkere magneter end keramiske, er keramiske magneter nemme at magnetisere, modstår korrosion naturligt og kan støbes i forskellige former. Efter at de er blevet støbt til faste stoffer, bryder de let ned, fordi de er sprøde.

Når et objekt bliver magnetiseret på grund af et eksternt magnetfelt, er atomerne inden i det justeret på en bestemt måde for at lade elektroner flyde frit. Når det eksterne felt fjernes, bliver materialet magnetiseret, hvis justeringen eller en del af atomerens justering forbliver. Demagnetisering involverer ofte varme eller et modsat magnetfelt.

Navnet "BH-kurve" blev opkaldt efter de originale symboler til henholdsvis feltstyrke og magnetfeltstyrke, B og H. Navnet "hysterese" bruges til at beskrive, hvordan magnetens aktuelle magnetiseringstilstand afhænger af, hvordan feltet tidligere har ændret sig op til dets nuværende tilstand.

•••Syed Hussain Ather

I diagrammet for en hysteresekurve ovenfor henviser punkterne A og E til mætningspunkterne i henholdsvis både fremad og bagud. B og E kaldtefastholdelsespunktereller mætningsrester, magnetiseringen forbliver i nul felt efter påføring af et magnetfelt, der er stærkt nok til at mætte det magnetiske materiale i begge retninger. Dette er magnetfeltet, der er tilbage, når drivkraften for det eksterne magnetfelt slukkes. Set i nogle magnetiske materialer er mætning den tilstand, når en stigning i anvendt eksternt magnetfelt H kan ikke øge magnetiseringen af ​​materialet yderligere, så den samlede magnetiske fluxdensitet B mere eller mindre niveauer af.

C og F repræsenterer magnetens koercivitet, hvor meget af det modsatte eller det modsatte felt er nødvendigt for returner magnetiseringen af ​​materialet tilbage til 0, efter at det eksterne magnetfelt er blevet anvendt i begge retning.

Kurven fra punkterne D til A repræsenterer den indledende magnetiseringskurve. A til F er den nedadgående kurve efter mætning, og hærdningen fra F til D er den lavere returkurve. Demagnetiseringskurven fortæller dig, hvordan det magnetiske materiale reagerer på eksterne magnetfelter og det punkt, hvor magneten er er mættet, hvilket betyder det punkt, hvor forøgelse af det eksterne magnetfelt ikke øger materialets magnetisering længere.

Forskellige magneter adresserer forskellige formål. Karakternummeret N52 er den højest mulige styrke med den mindst mulige pakke ved stuetemperatur. N42 er også et almindeligt valg, der har en omkostningseffektiv styrke, selv ved høje temperaturer. Ved nogle højere temperaturer kan N42-magneter være stærkere end N52 med nogle specialversioner som N42SH-magneter designet specielt til varme temperaturer.

Vær dog forsigtig, når du anvender magneter i områder med høje varmemængder. Varme er en stærk faktor i demagnetiserende magneter. Neodymmagneter mister dog generelt meget lidt styrke over tid.

For ethvert magnetisk objekt betegner forskere og ingeniører magnetfeltet, når det kører fra den nordlige ende af en magnet til dens sydende. I denne sammenhæng er "nord" og "syd" vilkårlige egenskaber ved det magnetiske for at sikre, at magnetfeltlinjer bærer denne vej, ikke de kardinalretninger "nord" og "syd", der anvendes i geografi og Beliggenhed.

Du kan forestille dig magnetisk flux som et net, der fanger mængder vand eller væske, der strømmer gennem det. Magnetisk flux, som måler hvor meget af dette magnetfeltBpasserer gennem et bestemt områdeENkan beregnes med

hvoriθer vinklen mellem linjen vinkelret på overfladen af ​​området og magnetfeltvektoren. Denne vinkel gør det muligt for magnetisk flux at tage højde for, hvordan områdets form kan vinkles i forhold til feltet for at fange forskellige mængder af feltet. Dette giver dig mulighed for at anvende ligningen på forskellige geometriske overflader såsom cylindre og kugler.

•••Syed Hussain Ather

For en strøm i en lige ledningjeg, magnetfeltet i forskellige radierrvæk fra den elektriske ledning kan beregnes ved hjælp afAmpères lov​

hvoriμ₀("mu intet") er1,25 x 10^-6 H / m(henries pr. meter, hvor henries måler induktans) vakuumpermeabilitetskonstanten for magnetisme. Du kan bruge højre håndregel til at bestemme den retning, disse magnetfeltlinjer tager. Ifølge højre regel, hvis du peger din højre tommelfinger i retning af elektrisk strøm, magnetfeltlinjer dannes i koncentriske cirkler med retningen givet i den retning, hvor din fingrene krøller.

Hvis du vil bestemme, hvor meget spænding der skyldes ændringer i magnetfelt og magnetisk flux for elektriske ledninger eller spoler, kan du også brugeFaradays lov​,

hvoriNer antallet af omdrejninger i trådspolen,Δ (BA)("delta B A") henviser til ændringen i produktet af magnetfelt og et område ogAter den tidsændring, som bevægelsen eller bevægelsen sker over. Dette giver dig mulighed for at bestemme, hvordan ændringer i spænding skyldes ændringer i det magnetiske miljø af en ledning eller anden magnetisk genstand i nærværelse af et magnetfelt.

Denne spænding er en elektromotorisk kraft, der kan bruges til at strømforsyne kredsløb og batterier. Du kan også definere den inducerede elektromotoriske kraft som den negative af ændringshastigheden for den magnetiske flux gange antallet af omdrejninger i spolen.