Come misurare la forza dei magneti

I magneti hanno molti punti di forza e puoi usare unmisuratore di gaussper determinare la forza di un magnete. È possibile misurare il campo magnetico in tesla o il flusso magnetico in weber o tesla • m² ("tesla metri quadrati"). Ilcampo magneticoè la tendenza di una forza magnetica ad essere indotta su particelle cariche in movimento in presenza di questi campi magnetici.

​Flusso magneticoè una misura di quanto di un campo magnetico passa attraverso una certa area superficiale per una superficie come un guscio cilindrico o un foglio rettangolare. Poiché queste due quantità, campo e flusso, sono strettamente correlate, entrambe sono utilizzate come candidate per determinare la forza di un magnete. Per determinare la forza:

1. Con un misuratore di gauss, puoi portare il magnete in un'area dove non ci sono altri oggetti magnetici (come microonde e computer) nelle vicinanze.
2. Posizionare il gaussmetro direttamente sulla superficie di uno dei poli del magnete.
3. Individua l'ago sul misuratore di gauss e trova l'intestazione corrispondente. La maggior parte dei misuratori di gauss ha una gamma da 200 a 400 gauss, con 0 gauss (nessun campo magnetico) al centro, gauss negativo a sinistra e gauss positivo a destra. Più l'ago si trova a sinistra oa destra, più forte è il campo magnetico.

•••Syed Hussain Ather

La potenza dei magneti in diversi contesti e situazioni può essere misurata dalla quantità di forza magnetica o campo magnetico che emettono. Scienziati e ingegneri tengono conto del campo magnetico, della forza magnetica, del flusso, del momento magnetico e anche del natura magnetica dei magneti che usano nella ricerca sperimentale, nella medicina e nell'industria per determinare quanto forte i magneti sono.

Puoi pensare amisuratore di gausscome misuratore di forza magnetica. Questo metodo di misurazione della forza magnetica può essere utilizzato per determinare la forza magnetica del trasporto aereo che deve essere rigoroso sul trasporto di magneti al neodimio. Questo è vero perché il tesla di forza del magnete al neodimio e il campo magnetico che produce possono interferire con il GPS dell'aereo. La forza magnetica del neodimio tesla, come quella di altri magneti, dovrebbe diminuire per il quadrato della distanza da esso.

Il comportamento dei magneti dipende dal materiale chimico e atomico che li compongono. Queste composizioni consentono a scienziati e ingegneri di studiare quanto bene i materiali lasciano che elettroni o cariche fluiscano attraverso di loro per consentire la magnetizzazione. Questi momenti magnetici, la proprietà magnetica di dare al campo un momento o una forza di rotazione in presenza di un magnete campo, dipendono in gran parte dal materiale che rende i magneti nel determinare se sono diamagnetici, paramagnetici o ferromagnetico.

Se i magneti sono fatti di materiali che non hanno o pochi elettroni spaiati, sonodiamagnetico. Questi materiali sono molto deboli e, in presenza di un campo magnetico, producono magnetizzazioni negative. È difficile indurre in loro momenti magnetici.

​paramagneticoi materiali hanno elettroni spaiati per cui, in presenza di un campo magnetico, i materiali mostrano allineamenti parziali che gli conferiscono una magnetizzazione positiva.

Finalmente,ferromagneticomateriali come ferro, nichel o magnetite hanno un'attrazione molto forte tale che questi materiali costituiscono dei magneti permanenti. Gli atomi sono allineati in modo tale da scambiare facilmente le forze e lasciar passare la corrente con grande efficienza. Questi creano potenti magneti con forze di scambio che sono circa 1000 Tesla, che è 100 milioni di volte più forte del campo magnetico terrestre.

Scienziati e ingegneri generalmente si riferiscono sia alforza di trazioneo la forza del campo magnetico quando si determina la forza dei magneti. La forza di attrazione è la forza che devi esercitare quando tiri via un magnete da un oggetto in acciaio o da un altro magnete. I produttori si riferiscono a questa forza usando libbre, per riferirsi al peso che questa forza è, o Newton, come misura della forza magnetica.

Per i magneti che variano in dimensioni o magnetismo attraverso il proprio materiale, utilizzare la superficie del polo del magnete per effettuare una misurazione della forza magnetica. Effettua misurazioni della forza magnetica dei materiali che desideri misurare rimanendo lontano da altri oggetti magnetici. Inoltre, dovresti usare solo misuratori di gauss che misurano campi magnetici a frequenze di corrente alternata (AC) inferiori o uguali a 60 Hz per gli elettrodomestici, non per i magneti.

Ilnumero di gradooN numeroè usato per descrivere la forza di trazione. Questo numero è approssimativamente proporzionale alla forza di attrazione per i magneti al neodimio. Più alto è il numero, più forte è il magnete. Ti dice anche la forza del magnete al neodimio tesla. Un magnete N35 è 35 Mega Gauss o 3500 Tesla.

In contesti pratici, scienziati e ingegneri possono testare e determinare il grado dei magneti utilizzando il prodotto di massima energia del materiale magnetico in unità diMGO, o megagauss-oesteri, che è l'equivalente di circa 7957,75 J/m³ (joule per metro cubo). Gli MGO di un magnete ti dicono il punto massimo sui magneticurva di smagnetizzazione, conosciuto anche comecurva BHHocurva di isteresi, una funzione che spiega la forza del magnete. Tiene conto di quanto sia difficile smagnetizzare il magnete e di come la forma del magnete ne influenzi la forza e le prestazioni.

Una misurazione del magnete MGOe dipende dal materiale magnetico. Tra i magneti in terre rare, i magneti al neodimio hanno generalmente da 35 a 52 MGO, samario-cobalto (SmCo) i magneti ne hanno 26, i magneti in alnico ne hanno 5,4, i magneti in ceramica ne hanno 3,4 e i magneti flessibili sono 0,6-1,2 MGO. Mentre i magneti in terre rare di neodimio e SmCo sono magneti molto più forti di quelli in ceramica, i magneti in ceramica sono facili da magnetizzare, resistono alla corrosione in modo naturale e possono essere modellati in forme diverse. Dopo che sono stati modellati in solidi, però, si rompono facilmente perché sono fragili.

Quando un oggetto viene magnetizzato a causa di un campo magnetico esterno, gli atomi al suo interno sono allineati in un certo modo per consentire agli elettroni di fluire liberamente. Quando il campo esterno viene rimosso, il materiale diventa magnetizzato se rimane l'allineamento o parte dell'allineamento degli atomi. La smagnetizzazione spesso implica calore o un campo magnetico opposto.

Il nome "curva BH" è stato chiamato per i simboli originali per rappresentare il campo e l'intensità del campo magnetico, rispettivamente, B e H. Il nome "isteresi" è usato per descrivere come l'attuale stato di magnetizzazione di un magnete dipende da come il campo è cambiato in passato fino al suo stato attuale.

•••Syed Hussain Ather

Nel diagramma di una curva di isteresi sopra, i punti A ed E si riferiscono ai punti di saturazione rispettivamente in entrambe le direzioni avanti e indietro. B ed E hanno chiamato ilpunti di ritenzioneo residui di saturazione, la magnetizzazione che rimane in campo zero dopo l'applicazione di un campo magnetico abbastanza forte da saturare il materiale magnetico per entrambe le direzioni. Questo è il campo magnetico che rimane quando la forza motrice del campo magnetico esterno viene disattivata. Visto in alcuni materiali magnetici, la saturazione è lo stato raggiunto quando un aumento del campo magnetico esterno applicato H non può aumentare ulteriormente la magnetizzazione del materiale, quindi la densità di flusso magnetico totale B più o meno livelli spento.

C e F rappresentano la coercitività del magnete, quanto del campo inverso o opposto è necessario per riportare la magnetizzazione del materiale a 0 dopo che il campo magnetico esterno è stato applicato in entrambi direzione.

La curva dai punti D ad A rappresenta la curva di magnetizzazione iniziale. Da A a F è la curva discendente dopo la saturazione e la cura da F a D è la curva di ritorno inferiore. La curva di smagnetizzazione ti dice come il materiale magnetico risponde ai campi magnetici esterni e il punto in cui il magnete è saturato, ovvero il punto in cui l'aumento del campo magnetico esterno non aumenta la magnetizzazione del materiale più.

Magneti diversi si rivolgono a scopi diversi. Il numero di grado N52 è la massima resistenza possibile con il pacchetto più piccolo possibile a temperatura ambiente. N42 è anche una scelta comune che ha una resistenza economica, anche a temperature elevate. Ad alcune temperature più elevate, i magneti N42 possono essere più potenti di quelli N52 con alcune versioni specializzate come i magneti N42SH progettati specificamente per le temperature elevate.

Tuttavia, fai attenzione quando applichi i magneti in aree con elevate quantità di calore. Il calore è un fattore importante nella smagnetizzazione dei magneti. Tuttavia, i magneti al neodimio generalmente perdono pochissima forza nel tempo.

Per qualsiasi oggetto magnetico, scienziati e ingegneri indicano il campo magnetico mentre si sposta dall'estremità nord di un magnete alla sua estremità sud. In questo contesto, "nord" e "sud" sono caratteristiche arbitrarie del magnetico per assicurarsi che il le linee del campo magnetico portano in questo modo, non le direzioni cardinali "nord" e "sud" usate in geografia e Posizione.

Puoi immaginare il flusso magnetico come una rete che cattura quantità di acqua o liquido che la attraversano. Flusso magnetico, che misura quanto di questo campo magneticoBpassa attraverso una certa areaUNpuò essere calcolato con

in qualeθè l'angolo tra la retta perpendicolare alla superficie dell'area e il vettore del campo magnetico. Questo angolo consente al flusso magnetico di tenere conto di come la forma dell'area può essere angolata rispetto al campo per catturare diverse quantità del campo. Ciò consente di applicare l'equazione a diverse superfici geometriche come cilindri e sfere.

•••Syed Hussain Ather

Per una corrente in un filo drittoio, il campo magnetico a vari raggirlontano dal cavo elettrico può essere calcolato utilizzandoLegge di Ampère​

in qualeμ₀("mu niente") è1,25 x 10^-6 H/m(henries per metro, in cui henries misura l'induttanza) la costante di permeabilità al vuoto per il magnetismo. Puoi usare la regola della mano destra per determinare la direzione che prendono queste linee di campo magnetico. Secondo la regola della mano destra, se punti il ​​pollice destro nella direzione della corrente elettrica, il le linee del campo magnetico si formeranno in cerchi concentrici con la direzione data dalla direzione in cui il tuo arricciare le dita.

Se vuoi determinare quanta tensione risulta dalle variazioni del campo magnetico e del flusso magnetico per cavi o bobine elettriche, puoi anche usareLegge di Faraday​,

in qualenoè il numero di spire della bobina di filo,(BA)("delta B A") si riferisce alla variazione del prodotto del campo magnetico per un'area etè il cambiamento nel tempo durante il quale si verifica il movimento o il movimento. Ciò consente di determinare in che modo le variazioni di tensione derivano da cambiamenti nell'ambiente magnetico di un filo o di un altro oggetto magnetico in presenza di un campo magnetico.

Questa tensione è una forza elettromotrice che può essere utilizzata per alimentare circuiti e batterie. È inoltre possibile definire la forza elettromotrice indotta come il negativo della velocità di variazione del flusso magnetico per il numero di spire della bobina.