磁石の強度を測定する方法

磁石には多くの長所があり、使用することができますガウスメーター磁石の強さを決定します。 テスラの磁場またはウェーバーまたはテスラの磁束を測定できます•m² （「テスラ平方メートル」）。 ザ・磁場は、これらの磁場の存在下で移動する荷電粒子に磁力が誘導される傾向です。

​磁束は、円筒シェルや長方形シートなどの表面の特定の表面積を通過する磁場の量の測定値です。 これらの2つの量、磁場と磁束は密接に関連しているため、両方とも磁石の強度を決定するための候補として使用されます。 強度を決定するには：

1. ガウスメーターを使用すると、他の磁性体（電子レンジやコンピューターなど）が近くにない場所に磁石を運ぶことができます。
2. ガウスメーターを磁石の極の1つの表面に直接置きます。
3. ガウスメーターの針を見つけて、対応する見出しを見つけます。 ほとんどのガウスメーターの範囲は200〜400ガウスで、中央に0ガウス（磁場なし）、左側に負のガウス、右側に正のガウスがあります。 針が左または右にあるほど、磁場は強くなります。

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さまざまな状況や状況での磁石の力は、それらが発する磁力または磁場の量によって測定することができます。 科学者やエンジニアは、磁場、磁力、磁束、磁気モーメント、さらには 実験研究、医学、および産業で使用する磁石の磁気的性質 磁石があります。

あなたは考えることができますガウスメーター磁気強度計として。 この磁気強度測定方法は、ネオジム磁石の運搬に厳密である必要がある航空貨物の磁気強度を決定するために使用できます。 これは、ネオジム磁石の強度テスラとそれが生成する磁場が航空機のGPSに干渉する可能性があるためです。 ネオジムの磁気強度テスラは、他の磁石と同様に、それから離れる距離の2乗で減少するはずです。

磁石の動作は、磁石を構成する化学的および原子的材料に依存します。 これらの組成物により、科学者やエンジニアは、材料が電子や電荷をどれだけうまく流して磁化を発生させるかを研究することができます。 これらの磁気モーメント、磁気の存在下で磁場に運動量または回転力を与える磁気特性 磁場は、磁石が反磁性、常磁性、または常磁性であるかどうかを判断する際に磁石を作る材料に大きく依存します 強磁性。

磁石が不対電子をまったくまたはほとんど持たない材料でできている場合、それらは反磁性. これらの材料は非常に弱く、磁場の存在下で負の磁化を生成します。 それらに磁気モーメントを誘発することは困難です。

​常磁性材料は不対電子を持っているため、磁場の存在下で、材料は部分的な整列を示し、正の磁化を与えます。

最後に、強磁性鉄、ニッケル、マグネタイトなどの材料には非常に強い魅力があり、これらの材料が永久磁石を構成します。 原子は、力を簡単に交換し、電流を非常に効率的に流すように整列されています。 これらは、地球の磁場の1億倍の強さである約1000テスラの交換力を持つ強力な磁石を作ります。

科学者やエンジニアは一般的にどちらかを参照します引っ張る力または磁石の強さを決定するときの磁場の強さ。 引っ張る力とは、磁石を鋼の物体や別の磁石から引き離すときに加える必要のある力のことです。 製造業者は、ポンドを使用してこの力を参照し、この力の重量、またはニュートンを磁気強度の測定値として参照します。

磁石のサイズや磁性が材料全体で異なる場合は、磁石の極面を使用して磁気強度を測定します。 他の磁性体から遠ざけて、測定したい材料の磁気強度を測定します。 また、磁石ではなく、家電製品には60 Hz以下の交流（AC）周波数で磁場を測定するガウスメーターのみを使用する必要があります。

ザ・グレード番号またはN数引張力を表すために使用されます。 この数は、ネオジム磁石の引張力にほぼ比例します。 数値が大きいほど、磁石は強くなります。 また、ネオジム磁石の強度テスラも表示されます。 N35磁石は、35メガガウスまたは3500テスラです。

実際の設定では、科学者とエンジニアは、磁性材料の最大エネルギー積を単位で使用して、磁石のグレードをテストおよび決定できます。MGO、またはメガガウス-oesterds、これは約7957.75 J / mに相当します³ （立方メートルあたりのジュール）。 磁石のMGOは、磁石の最大点を示します減磁曲線、 としても知られているBH曲線またはヒステリシス曲線、磁石の強さを説明する関数。 それは、磁石を消磁することがどれほど難しいか、そして磁石の形状がその強度と性能にどのように影響するかを説明しています。

MGOe磁石の測定は、磁性材料に依存します。 希土類磁石の中で、ネオジム磁石には一般に35〜52個のMGO、サマリウムコバルト（SmCo）があります。 磁石は26個、アルニコ磁石は5.4個、セラミック磁石は3.4個、フレキシブル磁石は0.6〜1.2個です。 MGO。 ネオジムとSmCoの希土類磁石はセラミック磁石よりもはるかに強力な磁石ですが、セラミック磁石は磁化が容易で、自然に腐食に抵抗し、さまざまな形状に成形できます。 しかし、固体に成形された後は、もろいので簡単に壊れます。

物体が外部磁場によって磁化されると、その中の原子が特定の方法で整列し、電子が自由に流れるようになります。 外部磁場が除去されると、原子の配列または配列の一部が残っている場合、材料は磁化されます。 減磁はしばしば熱または反対の磁場を伴います。

「BHカーブ」という名前は、元の記号にちなんで名付けられ、それぞれ磁場と磁場の強さ、BとHを表しています。 「ヒステリシス」という名前は、磁石の現在の磁化状態が、現在の状態に至るまでの過去の磁場の変化にどのように依存するかを説明するために使用されます。

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上のヒステリシス曲線の図では、点AとEは、それぞれ順方向と逆方向の両方の飽和点を示しています。 BとEは保持ポイントまたは飽和残留磁気、両方向の磁性材料を飽和させるのに十分な強さの磁場が印加された後、磁化はゼロ磁場のままです。 これは、外部磁場の駆動力をオフにしたときに残る磁場です。 一部の磁性材料に見られる飽和は、印加された外部磁場Hの増加時に到達する状態です。 材料の磁化をそれ以上増加させることはできないので、総磁束密度Bは多かれ少なかれレベル オフ。

CとFは磁石の保磁力を表し、逆磁場または反対磁場のどれだけが いずれかの外部磁場が印加された後、材料の磁化を0に戻します。 方向。

点DからAまでの曲線は、初期磁化曲線を表しています。 AからFは飽和後の下向きの曲線であり、FからDへの硬化は下向きの戻り曲線です。 減磁曲線は、磁性材料が外部磁場にどのように反応するか、および磁石が は飽和しています。つまり、外部磁場を増やしても材料の磁化は増えません。 もう。

さまざまな磁石がさまざまな目的に対応します。 グレード番号N52は、室温で可能な限り最小のパッケージで可能な限り最高の強度です。 N42は、高温でも費用効果の高い強度を備えた一般的な選択肢でもあります。 一部の高温では、N42磁石はN52磁石よりも強力であり、高温用に特別に設計されたN42SH磁石などの特殊なバージョンがあります。

ただし、熱量の多い場所に磁石を使用する場合は注意が必要です。 磁石を消磁する上で、熱は強力な要因です。 ただし、ネオジム磁石は一般に時間の経過とともにほとんど強度を失いません。

科学者やエンジニアは、磁石の北端から南端に向かって進むときの磁場を示します。 この文脈では、「北」と「南」は磁気の任意の特性であり、 磁力線はこのように運ばれ、地理学で使用される「北」と「南」の基本的な方向ではありません。 ロケーション。

磁束は、そこを流れる水や液体の量を捕らえるネットとして想像できます。 この磁場の量を測定する磁束B特定のエリアを通過しますAで計算することができます

その中でθは、領域の表面に垂直な線と磁場ベクトルの間の角度です。 この角度により、磁束は、フィールドに対して領域の形状をどのように角度付けして、さまざまな量のフィールドをキャプチャできるかを説明できます。 これにより、円柱や球などのさまざまな幾何学的表面に方程式を適用できます。

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ストレートワイヤの電流の場合私、さまざまな半径での磁場r電線からの距離は、以下を使用して計算できます。アンペールの法則​

その中でμ₀（ "mu naught"）は1.25 x 10^-6 H / m（ヘンリーがインダクタンスを測定するメートルあたりのヘンリー）磁気の真空透磁率定数。 右手の法則を使用して、これらの磁力線がとる方向を決定できます。 右手の法則によれば、右手の親指を電流の方向に向けると、 磁力線は、あなたの方向によって与えられた方向と同心円で形成されます 指がカールします。

電線やコイルの磁場や磁束の変化から生じる電圧を調べたい場合は、次を使用することもできます。ファラデーの法則​,

その中でNはワイヤーのコイルの巻き数です。Δ（BA）（「デルタB A」）は、磁場と面積の積の変化を指し、Δtモーションまたは動きが発生する時間の変化です。 これにより、磁場の存在下でワイヤまたは他の磁気物体の磁気環境の変化から電圧の変化がどのように発生するかを判断できます。

この電圧は、回路やバッテリーに電力を供給するために使用できる起電力です。 誘導起電力は、磁束の変化率にコイルの巻数を掛けたものの負の値として定義することもできます。