Wie man die Stärke von Magneten misst

Magnete gibt es in vielen Stärken, und Sie können aGauss-Meterum die Stärke eines Magneten zu bestimmen. Sie können das Magnetfeld in Tesla oder den magnetischen Fluss in Webers oder Tesla messen • m² ("Tesla-Quadratmeter"). DasMagnetfeldist die Tendenz zur Induktion einer magnetischen Kraft auf sich bewegende geladene Teilchen in Gegenwart dieser Magnetfelder.

​Magnetischer Flussist ein Maß dafür, wie viel von einem Magnetfeld durch einen bestimmten Oberflächenbereich für eine Oberfläche wie eine zylindrische Schale oder ein rechteckiges Blech hindurchgeht. Da diese beiden Größen, Feld und Fluss, eng miteinander verbunden sind, werden beide als Kandidaten für die Bestimmung der Magnetstärke verwendet. Um die Stärke zu bestimmen:

1. Mit einem Gaussmeter können Sie den Magneten in einen Bereich bringen, in dem sich keine anderen magnetischen Objekte (wie Mikrowellen und Computer) in der Nähe befinden.
2. Legen Sie das Gaussmeter direkt auf die Oberfläche eines der Magnetpole.
3. Suchen Sie die Nadel am Gaussmeter und finden Sie die entsprechende Überschrift. Die meisten Gauss-Meter haben einen Bereich von 200 bis 400 Gauss, mit 0 Gauss (kein Magnetfeld) in der Mitte, negativem Gauss links und positivem Gauss rechts. Je weiter links oder rechts die Nadel liegt, desto stärker ist das Magnetfeld.

•••Syed Hussain Ather

Die Kraft von Magneten in verschiedenen Kontexten und Situationen kann durch die Stärke der von ihnen abgegebenen magnetischen Kraft oder des Magnetfelds gemessen werden. Wissenschaftler und Ingenieure berücksichtigen Magnetfeld, Magnetkraft, Fluss, magnetisches Moment und sogar die magnetische Natur der Magnete, die sie in experimenteller Forschung, Medizin und Industrie verwenden, um die Stärke zu bestimmen Magnete sind.

Sie können an die denkenGauss-Meterals Magnetstärkemesser. Diese Methode der Magnetstärkemessung kann zur Bestimmung der Magnetstärke von Luftfracht verwendet werden, die beim Tragen von Neodym-Magneten streng sein muss. Dies liegt daran, dass die Neodym-Magnetstärke Tesla und das von ihm erzeugte Magnetfeld das GPS des Flugzeugs stören können. Die Neodym-Magnetstärke Tesla sollte wie bei anderen Magneten um das Quadrat der Entfernung davon abnehmen.

Das Verhalten von Magneten hängt von dem chemischen und atomaren Material ab, aus dem sie bestehen. Mit diesen Zusammensetzungen können Wissenschaftler und Ingenieure untersuchen, wie gut die Materialien Elektronen oder Ladungen durchfließen lassen, um eine Magnetisierung zu ermöglichen. Diese magnetischen Momente, die magnetische Eigenschaft, dem Feld einen Impuls oder eine Rotationskraft in Gegenwart eines magnetischen Feld, hängen weitgehend von dem Material ab, aus dem die Magnete bestehen, um zu bestimmen, ob sie diamagnetisch, paramagnetisch oder ferromagnetisch.

Wenn Magnete aus Materialien bestehen, die keine oder wenige ungepaarte Elektronen haben, sind siediamagnetisch. Diese Materialien sind sehr schwach und erzeugen bei Vorhandensein eines Magnetfelds negative Magnetisierungen. Es ist schwierig, in ihnen magnetische Momente zu induzieren.

​ParamagnetischMaterialien haben ungepaarte Elektronen, so dass die Materialien in Gegenwart eines Magnetfelds partielle Ausrichtungen aufweisen, die ihnen eine positive Magnetisierung verleihen.

Schließlich,ferromagnetischMaterialien wie Eisen, Nickel oder Magnetit haben eine sehr starke Anziehungskraft, so dass diese Materialien Permanentmagnete bilden. Die Atome sind so ausgerichtet, dass sie leicht Kräfte austauschen und Strom mit hoher Effizienz durchfließen lassen. Diese sorgen für starke Magnete mit Austauschkräften von etwa 1000 Tesla, was 100 Millionen Mal stärker ist als das Erdmagnetfeld.

Wissenschaftler und Ingenieure beziehen sich im Allgemeinen entweder auf dieZugkraftoder die Stärke des Magnetfeldes bei der Bestimmung der Magnetstärke. Die Zugkraft ist die Kraft, die Sie aufwenden müssen, um einen Magneten von einem Stahlobjekt oder einem anderen Magneten wegzuziehen. Hersteller bezeichnen diese Kraft mit Pfund, um das Gewicht dieser Kraft oder Newton als Maß für die magnetische Stärke zu bezeichnen.

Verwenden Sie bei Magneten, die sich in Größe oder Magnetismus innerhalb ihres eigenen Materials unterscheiden, die Poloberfläche des Magneten, um eine Messung der Magnetstärke durchzuführen. Nehmen Sie Magnetstärkemessungen der Materialien vor, die Sie messen möchten, indem Sie sich von anderen magnetischen Objekten fernhalten. Außerdem sollten Sie Gaussmeter, die Magnetfelder bei 60 Hz Wechselstrom (AC)-Frequenzen kleiner oder gleich messen, nur für Haushaltsgeräte verwenden, nicht für Magnete.

DasKlassennummeroderN-Nummerwird verwendet, um die Zugkraft zu beschreiben. Diese Zahl ist bei Neodym-Magneten ungefähr proportional zur Zugkraft. Je höher die Zahl, desto stärker der Magnet. Es sagt Ihnen auch die Neodym-Magnetstärke Tesla. Ein N35-Magnet ist 35 Mega Gauss oder 3500 Tesla.

In der Praxis können Wissenschaftler und Ingenieure die Qualität von Magneten anhand des maximalen Energieprodukts des magnetischen Materials in Einheiten von test testen und bestimmenMGOs oder Megagauss-Oesterds, das entspricht etwa 7957,75 J/m³ (Joule pro Meter gewürfelt). Die MGOs eines Magneten geben den maximalen Punkt des Magneten anEntmagnetisierungskurve, auch bekannt alsBH-KurveoderHysteresekurve, eine Funktion, die die Stärke des Magneten erklärt. Es erklärt, wie schwierig es ist, den Magneten zu entmagnetisieren und wie sich die Form des Magneten auf seine Stärke und Leistung auswirkt.

Eine MGOe-Magnetmessung hängt vom magnetischen Material ab. Unter den Seltenerdmagneten haben Neodym-Magnete im Allgemeinen 35 bis 52 MGOs, Samarium-Kobalt (SmCo) Magnete haben 26, Alnico-Magnete haben 5,4, Keramikmagnete haben 3,4 und flexible Magnete haben 0,6-1,2 MGOs. Während Seltenerdmagnete aus Neodym und SmCo viel stärkere Magnete als Keramikmagnete sind, sind Keramikmagnete leicht zu magnetisieren, korrosionsbeständig und können in verschiedene Formen geformt werden. Nachdem sie jedoch zu Feststoffen geformt wurden, zerfallen sie leicht, weil sie spröde sind.

Wenn ein Objekt durch ein externes Magnetfeld magnetisiert wird, werden die Atome darin auf eine bestimmte Weise ausgerichtet, damit die Elektronen frei fließen können. Wenn das äußere Feld entfernt wird, wird das Material magnetisiert, wenn die Ausrichtung oder ein Teil der Ausrichtung von Atomen erhalten bleibt. Bei der Entmagnetisierung kommt es oft zu Hitze oder einem entgegengesetzten Magnetfeld.

Der Name "BH-Kurve" wurde nach den ursprünglichen Symbolen benannt, die das Feld bzw. die magnetische Feldstärke B und H darstellen. Der Name "Hysterese" wird verwendet, um zu beschreiben, wie der aktuelle Magnetisierungszustand eines Magneten davon abhängt, wie sich das Feld in der Vergangenheit bis zu seinem aktuellen Zustand verändert hat.

•••Syed Hussain Ather

Im obigen Diagramm einer Hysteresekurve beziehen sich die Punkte A und E auf die Sättigungspunkte in Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung. B und E nannten dieHaltepunkteoder Sättigungsremanenzen, wobei die Magnetisierung im Nullfeld bleibt, nachdem ein Magnetfeld angelegt wurde, das stark genug ist, um das magnetische Material für beide Richtungen zu sättigen. Dies ist das Magnetfeld, das übrig bleibt, wenn die Antriebskraft des externen Magnetfelds abgeschaltet wird. Bei einigen magnetischen Materialien ist Sättigung der Zustand, der erreicht wird, wenn eine Zunahme des angelegten externen Magnetfelds H kann die Magnetisierung des Materials nicht weiter erhöhen, so dass die gesamte magnetische Flussdichte B mehr oder weniger beträgt aus.

C und F stellen die Koerzitivfeldstärke des Magneten dar, wie viel des umgekehrten oder entgegengesetzten Feldes erforderlich ist, um Bringen Sie die Magnetisierung des Materials auf 0 zurück, nachdem das externe Magnetfeld angelegt wurde in entweder Richtung.

Die Kurve von den Punkten D bis A repräsentiert die anfängliche Magnetisierungskurve. A nach F ist die Abwärtskurve nach der Sättigung, und die Kur von F nach D ist die untere Rückkehrkurve. Die Entmagnetisierungskurve sagt Ihnen, wie das magnetische Material auf äußere Magnetfelder reagiert und an welchem ​​Punkt der Magnet ist gesättigt, d. h. der Punkt, an dem eine Erhöhung des äußeren Magnetfelds die Magnetisierung des Materials nicht erhöht nicht mehr.

Unterschiedliche Magnete dienen unterschiedlichen Zwecken. Die Sortennummer N52 ist die höchstmögliche Festigkeit bei kleinstmöglicher Packung bei Raumtemperatur. N42 ist auch eine gängige Wahl, die auch bei hohen Temperaturen eine kostengünstige Festigkeit bietet. Bei einigen höheren Temperaturen können N42-Magnete stärker sein als N52-Magnete, wobei einige spezielle Versionen wie N42SH-Magnete speziell für heiße Temperaturen entwickelt wurden.

Seien Sie jedoch vorsichtig, wenn Sie Magnete in Bereichen mit hoher Hitze anbringen. Wärme ist ein starker Faktor beim Entmagnetisieren von Magneten. Im Allgemeinen verlieren Neodym-Magnete jedoch mit der Zeit nur sehr wenig an Stärke.

Für jedes magnetische Objekt bezeichnen Wissenschaftler und Ingenieure das Magnetfeld, das vom nördlichen Ende eines Magneten zu seinem südlichen Ende fährt. In diesem Zusammenhang sind "Norden" und "Süden" willkürliche Eigenschaften des Magneten, um sicherzustellen, dass die Magnetfeldlinien tragen diesen Weg, nicht die in der Geographie verwendeten Himmelsrichtungen "Nord" und "Süd" und Lage.

Sie können sich den magnetischen Fluss als ein Netz vorstellen, das Wasser- oder Flüssigkeitsmengen auffängt, die durch es hindurchfließen. Magnetischer Fluss, der misst, wie viel von diesem MagnetfeldBdurchquert ein bestimmtes GebietEINkann berechnet werden mit

in welchemθist der Winkel zwischen der Linie senkrecht zur Oberfläche der Fläche und dem Magnetfeldvektor. Dieser Winkel lässt den magnetischen Fluss berücksichtigen, wie die Form des Bereichs in Bezug auf das Feld abgewinkelt werden kann, um unterschiedliche Feldstärken zu erfassen. Auf diese Weise können Sie die Gleichung auf verschiedene geometrische Oberflächen wie Zylinder und Kugeln anwenden.

•••Syed Hussain Ather

Für einen Strom in einem geraden Drahtich, das Magnetfeld bei verschiedenen Radienrentfernt von der elektrischen Leitung kann berechnet werden mitAmpères Gesetz​

in welchemμ₀("mu nichts") ist1,25 x 10^-6 Hm(Henry pro Meter, wobei Henry die Induktivität misst) die Vakuumpermeabilitätskonstante für Magnetismus. Mit der Rechte-Hand-Regel können Sie die Richtung dieser magnetischen Feldlinien bestimmen. Wenn Sie nach der Rechts-Hand-Regel mit dem rechten Daumen in Stromrichtung zeigen, Magnetfeldlinien bilden sich in konzentrischen Kreisen mit der Richtung, die durch die Richtung gegeben ist, in die Ihr Finger kräuseln sich.

Wenn Sie ermitteln möchten, wie viel Spannung sich aus Änderungen des Magnetfelds und des magnetischen Flusses für elektrische Drähte oder Spulen ergibt, können Sie auch verwendenFaradaysches Gesetz​,

in welchemNeinist die Anzahl der Windungen in der Drahtspule,(BA)("Delta B A") bezieht sich auf die Änderung des Produkts aus Magnetfeld und einer Fläche undtist die zeitliche Änderung, über die die Bewegung oder Bewegung erfolgt. Auf diese Weise können Sie bestimmen, wie sich Spannungsänderungen aus Änderungen der magnetischen Umgebung eines Drahtes oder eines anderen magnetischen Objekts in Gegenwart eines Magnetfelds ergeben.

Diese Spannung ist eine elektromotorische Kraft, die verwendet werden kann, um Schaltkreise und Batterien zu versorgen. Sie können die induzierte elektromotorische Kraft auch als das Negative aus der Änderungsrate des magnetischen Flusses mal der Windungszahl der Spule definieren.