כיצד למדוד את חוזק המגנטים

מגנטים מגיעים בעוצמות רבות ותוכלו להשתמש באמד גאוסכדי לקבוע את חוזק המגנט. ניתן למדוד את השדה המגנטי בטסלס או את השטף המגנטי בווברים או טסלס • מ² ("טסלה מטרים רבועים"). השדה מגנטיהיא הנטייה לכוח מגנטי המושרה על חלקיקים טעונים נעים בנוכחות שדות מגנטיים אלה.

​שטף מגנטיהיא מדידה של כמה שדה מגנטי עובר דרך שטח פנים מסוים למשטח כגון מעטפת גלילית או יריעה מלבנית. מכיוון ששני הכמויות הללו, השדה והשטף, קשורים זה לזה, שניהם משמשים כמועמדים לקביעת חוזק המגנט. כדי לקבוע את החוזק:

1. בעזרת מד גאוס תוכלו לקחת את המגנט לאזור בו אין חפצים מגנטיים אחרים (כגון מיקרוגל ומחשבים) בקרבת מקום.
2. הניחו את מד הגאוס ישירות על פני אחד מקטבי המגנט.
3. אתר את המחט על מד הגאוס ומצא את הכותרת המתאימה. לרוב מטרים של גאוס יש טווח של 200 עד 400 גאוס, עם 0 גאוס (ללא שדה מגנטי) במרכז, גאוס שלילי משמאל וגאוס חיובי מצד ימין. ככל שהמחט מונחת שמאלה או ימינה, כך השדה המגנטי חזק יותר.

•••סייד חוסיין את'ר

כוחם של מגנטים בהקשרים ומצבים שונים ניתן למדוד לפי כמות הכוח המגנטי או השדה המגנטי שהם נותנים. מדענים ומהנדסים לוקחים בחשבון שדה מגנטי, כוח מגנטי, שטף, רגע מגנטי ואפילו את האופי המגנטי של המגנטים שהם משתמשים בהם במחקר ניסיוני, ברפואה ובתעשייה כאשר הם קובעים כמה הם חזקים מגנטים הם.

אתה יכול לחשוב עלמד גאוסכמד חוזק מגנטי. ניתן להשתמש בשיטה זו למדידת חוזק מגנטי לקביעת חוזק מגנטי של הובלה אווירית שצריך להקפיד על נשיאת מגנטים ניאודימיום. זה נכון מכיוון שחוזק מגנט הניאודימיום טסלה והשדה המגנטי שהוא מייצר עלולים להפריע ל- GPS של המטוס. הטסלה של מגנט הניאודימיום, כמו זו של מגנטים אחרים, צריכה לרדת בריבוע המרחק ממנו.

התנהגות המגנטים תלויה בחומר הכימי והאטומי המרכיב אותם. קומפוזיציות אלה מאפשרות למדען ומהנדסים לחקור עד כמה החומרים מאפשרים לאלקטרונים או מטענים לזרום דרכם כדי לאפשר מגנטיות להתרחש. רגעים מגנטיים אלה, המאפיין המגנטי להעניק לשדה מומנטום או כוח סיבוב בנוכחות מגנט שדה, תלוי במידה רבה בחומר שהופך את המגנטים לקביעת האם הם דיאמגנטיים, פרמגנטיים או פרומגנטית.

אם מגנטים עשויים מחומרים שבהם אין או מעט אלקטרונים ללא זוג, הםדיאמגנטי. חומרים אלה חלשים מאוד, ובנוכחות שדה מגנטי הם מייצרים מגנטיזציות שליליות. קשה לגרום להם רגעים מגנטיים.

​פרמגנטיתבחומרים יש אלקטרונים לא מזוודים, כך שבנוכחות שדה מגנטי, החומרים מציגים יישור חלקי המקנה לו מגנטיזציה חיובית.

סוף כל סוף,פרומגנטיתלחומרים כמו ברזל, ניקל או מגנטיט יש אטרקציות חזקות מאוד, כך שחומרים אלה מהווים מגנטים קבועים. האטומים מיושרים בצורה כזו שהם מחליפים כוחות בקלות ומאפשרים לזרם לעבור ביעילות רבה. אלה מייצרים מגנטים חזקים עם כוחות חילופיים שהם כ -1,000 טסלס, שהם חזקים פי 100 מיליון מהשדה המגנטי של כדור הארץ.

מדענים ומהנדסים בדרך כלל מתייחסים ללמשוך כוחאו חוזק השדה המגנטי בעת קביעת חוזק המגנטים. כוח משיכה הוא כמה כוח שאתה צריך להפעיל בעת משיכת מגנט מאובייקט פלדה או מגנט אחר. היצרנים מתייחסים לכוח זה באמצעות קילוגרמים, כדי להתייחס למשקל שכוח זה, או ניוטון, כמדידת חוזק מגנטי.

עבור מגנטים המשתנים בגודלם או במגנטיותם על פני החומר שלהם, השתמש במשטח הקוטב של המגנט כדי לבצע מדידת חוזק מגנטי. בצע מדידות חוזק מגנטי של החומרים שברצונך למדוד על ידי הישארות רחוקים מאובייקטים מגנטיים אחרים. כמו כן, עליך להשתמש רק במדי גאוס המודדים שדות מגנטיים בפחות או שווים לתדרי זרם חילופין (AC) של 60 הרץ למכשירים ביתיים, ולא למגנטים.

המספר ציוןאוֹמספר Nמשמש לתיאור כוח המשיכה. מספר זה פרופורציונלי בערך לכוח המשיכה של מגנטים ניאודימיום. ככל שהמספר גבוה יותר, כך המגנט חזק יותר. זה גם אומר לך את טסלה מגנט כוח ניאודימיום. מגנט N35 הוא 35 מגה גאוס או טסלה 3500.

במסגרות מעשיות, מדענים ומהנדסים יכולים לבדוק ולקבוע את דרגת המגנטים באמצעות מוצר האנרגיה המרבי של החומר המגנטי ביחידות שלMGOes, או מגה-אוסטרסשווה ערך לכ- 7957.75 J / m³ (ג'אול למטר בקוביות). MGO של מגנט אומר לך את הנקודה המרבית על המגנטעקומת דה-מגנטיזציה, מוכר גם בשםעקומת BHאוֹעקומת היסטריה, פונקציה המסבירה את חוזק המגנט. זה מספר כמה קשה להוריד מגנטיות של המגנט וכיצד המגנט משפיע על חוזקו וביצועיו.

מדידת מגנטים של MGOe תלויה בחומר המגנטי. בין מגנטים של כדור הארץ הנדיר, מגנטים נאודימיום כוללים בדרך כלל 35 עד 52 MGOes, סמריום-קובלט (SmCo) למגנטים יש 26, למגנטים של אלניקו 5.4, למגנטים לקרמיקה 3.4 ומגנטים גמישים הם 0.6-1.2 MGOes. בעוד שמגנטים של אדמה נדירה של נאודימיום ו- SmCo הם מגנטים חזקים בהרבה מאלו של קרמיקה, מגנטים קרמיים קלים למגנט, עמידים בפני קורוזיה באופן טבעי וניתן לעצב אותם לצורות שונות. אבל אחרי שהם יצוקו למוצקים הם נשברים בקלות בגלל שהם שבירים.

כאשר אובייקט מתמגנט עקב שדה מגנטי חיצוני, האטומים בתוכו מיושרים בצורה מסוימת כדי לאפשר לאלקטרונים לזרום בחופשיות. כאשר מסירים את השדה החיצוני, החומר מתמגנט אם יישור היישור או חלק ממנו. דה-מגנטיזציה כוללת לעיתים קרובות חום או שדה מגנטי מנוגד.

השם "עקומת BH" נקרא על שם הסמלים המקוריים המייצגים את שדה וחוזק השדה המגנטי, בהתאמה, B ו- H. השם "היסטרזיס" משמש לתיאור האופן שבו מצב המגנטיזציה הנוכחי של מגנט תלוי באופן בו השתנה השדה בעבר לקראת מצבו הנוכחי.

•••סייד חוסיין את'ר

בתרשים של עקומת היסטריה לעיל, נקודות A ו- E מתייחסות לנקודות הרוויה בכיוונים קדימה ואחורה, בהתאמה. B ו- E קראונקודות שמירהאו שאריות רוויה, המגנטיזציה שנותרה בשדה אפס לאחר שמופעל שדה מגנטי חזק מספיק בכדי להרוות את החומר המגנטי לשני הכיוונים. זהו השדה המגנטי שנשאר כאשר מכבה את הכוח המניע של השדה המגנטי החיצוני. נראה בכמה חומרים מגנטיים, הרוויה היא המצב אליו מגיעים כאשר עלייה בשדה המגנטי החיצוני המופעל H לא יכול להגדיל את המגנטיזציה של החומר עוד יותר, כך שצפיפות השטף המגנטי הכוללת B פחות או יותר רמות כבוי.

C ו- F מייצגים את הכפייה של המגנט, כמה מהשדה ההפוך או ההפוך נחוץ להחזיר את המגנטיזציה של החומר ל -0 לאחר שהשדה המגנטי החיצוני הוחל על אחד מהם כיוון.

העקומה מנקודות D עד A מייצגת את עקומת המגנטיזציה הראשונית. A ל- F הוא העקומה כלפי מטה לאחר הרוויה, והריפוי מ- F ל- D הוא עקומת ההחזר התחתונה. עקומת הדמגנטיזציה מספרת לך כיצד החומר המגנטי מגיב לשדות מגנטיים חיצוניים ולנקודה בה המגנט רווי, כלומר הנקודה בה הגדלת השדה המגנטי החיצוני אינה מגדילה את המגנטיזציה של החומר יותר.

מגנטים שונים נותנים מענה למטרות שונות. מספר הציון N52 הוא החוזק הגבוה ביותר האפשרי עם החבילה הקטנה ביותר האפשרית בטמפרטורת החדר. N42 היא גם בחירה נפוצה המגיעה בחוזק חסכוני, גם בטמפרטורות גבוהות. בטמפרטורות גבוהות יותר, מגנטים N42 עשויים להיות חזקים יותר מאלה N52 עם כמה גרסאות מיוחדות כמו מגנטים N42SH שתוכננו במיוחד לטמפרטורות חמות.

היזהר בעת יישום מגנטים באזורים עם כמויות חום גבוהות. חום הוא גורם חזק בהפחתת מגנטים. מגנטים נאודימיום בדרך כלל מאבדים מעט מאוד כוח לאורך זמן.

עבור כל אובייקט מגנטי, מדענים ומהנדסים מציינים את השדה המגנטי כאשר הוא נוהג מקצהו הצפוני של מגנט לקצהו הדרומי. בהקשר זה, "צפון" ו"דרום "הם מאפיינים שרירותיים של המגנט כדי לוודא שה- קווי שדה מגנטיים נושאים את הדרך הזו, ולא את כיווני הקרדינל "צפון" ו"דרום "המשמשים בגיאוגרפיה ו מקום.

אתה יכול לדמיין שטף מגנטי כרשת שתופסת כמויות מים או נוזלים שזורמים דרכה. שטף מגנטי, המודד כמה מהשדה המגנטי הזהבעובר באזור מסויםאניתן לחשב עם

בוθהיא הזווית בין הקו הניצב לפני השטח לבין וקטור השדה המגנטי. זווית זו מאפשרת לשטף מגנטי להסביר את האופן בו ניתן לזווית את צורת השטח ביחס לשדה כדי לתפוס כמויות שונות של השדה. זה מאפשר לך ליישם את המשוואה על משטחים גיאומטריים שונים כגון גלילים וכדורים.

•••סייד חוסיין את'ר

לזרם בחוט ישראני, השדה המגנטי ברדיוסים שוניםרהרחק מחוט החשמל ניתן לחשב באמצעותחוק אמפר​

בוμ₀("מו שום דבר") הוא1.25 x 10^-6 H / m(האנרי למטר, שבו האנרי מודד השראות) קבוע חדירות הוואקום למגנטיות. אתה יכול להשתמש בכלל הימני כדי לקבוע את הכיוון אליו לוקחים קווי שדה מגנטי. על פי הכלל הימני, אם אתה מכוון את האגודל הימני לכיוון הזרם החשמלי, ה- קווי שדה מגנטיים ייווצרו במעגלים קונצנטריים עם הכיוון הניתן בכיוון אליו אצבעות מסתלסלות.

אם ברצונך לקבוע כמה מתח נובע משינויים בשדה מגנטי ושטף מגנטי עבור חוטים חשמליים או סלילים, אתה יכול גם להשתמשחוק פאראדיי​,

בונהוא מספר הסיבובים בסליל התיל,Δ (BA)("דלתא B A") מתייחס לשינוי בתוצר של שדה מגנטי ואזור וΔtהוא שינוי הזמן בו מתרחשת התנועה או התנועה. זה מאפשר לך לקבוע כיצד שינויים במתח נובעים משינויים בסביבה המגנטית של חוט או אובייקט מגנטי אחר בנוכחות שדה מגנטי.

מתח זה הוא כוח אלקטרו-מנועי שניתן להשתמש בו להפעלת מעגלים וסוללות. ניתן גם להגדיר את הכוח האלקטרומטיבי המושרה כשלילי של קצב השינוי של השטף המגנטי כפול מספר הסיבובים בסליל.