Hoe de sterkte van magneten te meten

Magneten zijn er in vele sterke punten, en u kunt eenGauss-meterom de sterkte van een magneet te bepalen. U kunt het magnetische veld in tesla's of de magnetische flux in webers of Tesla's meten • m² ("tesla vierkante meter"). Demagnetisch veldis de neiging om een ​​magnetische kracht te induceren op bewegende geladen deeltjes in de aanwezigheid van deze magnetische velden.

​Magnetische fluxis een meting van hoeveel van een magnetisch veld door een bepaald oppervlak gaat voor een oppervlak zoals een cilindrische schaal of een rechthoekige plaat. Omdat deze twee grootheden, veld en flux, nauw verwant zijn, worden beide gebruikt als kandidaten voor het bepalen van de sterkte van een magneet. Om de sterkte te bepalen:

1. Met een gaussmeter kun je de magneet meenemen naar een gebied waar geen andere magnetische objecten (zoals magnetrons en computers) in de buurt zijn.
2. Plaats de gaussmeter direct op het oppervlak van een van de polen van de magneet.
3. Zoek de naald op de Gauss-meter en zoek de bijbehorende kop. De meeste gaussmeters hebben een bereik van 200 tot 400 gauss, met 0 gauss (geen magnetisch veld) in het midden, negatieve gauss aan de linkerkant en positieve gauss aan de rechterkant. Hoe verder naar links of naar rechts de naald ligt, hoe sterker het magnetische veld.
   instagram story viewer

•••Syed Hussain Ather

De kracht van magneten in verschillende contexten en situaties kan worden gemeten aan de hoeveelheid magnetische kracht of het magnetische veld dat ze afgeven. Wetenschappers en ingenieurs houden rekening met magnetisch veld, magnetische kracht, flux, magnetisch moment en zelfs de magnetische aard van de magneten die ze gebruiken in experimenteel onderzoek, medicijnen en de industrie om te bepalen hoe sterk magneten zijn.

Je kunt denken aan deGauss-meterals magnetische sterktemeter. Deze methode van magnetische sterktemeting kan worden gebruikt voor het bepalen van de magnetische sterkte van luchtvracht die strikt moet zijn bij het dragen van neodymiummagneten. Dit is waar omdat de neodymium-magneetsterkte tesla en het magnetische veld dat het produceert de GPS van het vliegtuig kunnen verstoren. De neodymium magnetische sterkte tesla, zoals die van andere magneten, zou moeten afnemen met het kwadraat van de afstand er vanaf.

Het gedrag van magneten hangt af van het chemische en atomaire materiaal waaruit ze bestaan. Met deze composities kunnen wetenschappers en ingenieurs bestuderen hoe goed de materialen elektronen of ladingen er doorheen laten stromen om magnetisatie mogelijk te maken. Deze magnetische momenten, de magnetische eigenschap om het veld een momentum of rotatiekracht te geven in de aanwezigheid van een magnetische veld, hangt grotendeels af van het materiaal waaruit de magneten zijn gemaakt om te bepalen of ze diamagnetisch, paramagnetisch of ferromagnetisch.

Als magneten zijn gemaakt van materialen die geen of weinig ongepaarde elektronen hebben, zijn zediamagnetisch. Deze materialen zijn erg zwak en produceren in aanwezigheid van een magnetisch veld negatieve magnetisaties. Het is moeilijk om er magnetische momenten in op te wekken.

​Paramagnetischmaterialen hebben ongepaarde elektronen, zodat, in aanwezigheid van een magnetisch veld, de materialen gedeeltelijke uitlijningen vertonen die het een positieve magnetisatie geven.

Tenslotte,ferromagnetischmaterialen zoals ijzer, nikkel of magnetiet hebben een zeer sterke aantrekkingskracht, zodat deze materialen permanente magneten vormen. De atomen zijn zo uitgelijnd dat ze gemakkelijk krachten uitwisselen en met grote efficiëntie stroom doorlaten. Deze zorgen voor krachtige magneten met uitwisselingskrachten van ongeveer 1000 Tesla, wat 100 miljoen keer sterker is dan het aardmagnetisch veld.

Wetenschappers en ingenieurs verwijzen over het algemeen naar ofwel detrekkrachtof de sterkte van het magnetische veld bij het bepalen van de sterkte van magneten. Trekkracht is hoeveel kracht je moet uitoefenen wanneer je een magneet wegtrekt van een stalen voorwerp of een andere magneet. Fabrikanten verwijzen naar deze kracht met ponden, om te verwijzen naar het gewicht dat deze kracht is, of Newton, als een magnetische sterktemeting.

Voor magneten die in grootte of magnetisme over hun eigen materiaal variëren, gebruikt u het pooloppervlak van de magneet om een ​​magnetische sterktemeting uit te voeren. Voer magnetische sterktemetingen uit van de materialen die u wilt meten door ver van andere magnetische objecten te blijven. Gebruik ook alleen gaussmeters die magnetische velden meten bij frequenties van minder dan of gelijk aan 60 Hz wisselstroom (AC) voor huishoudelijke apparaten, niet voor magneten.

Decijfer nummerofN nummerwordt gebruikt om de trekkracht te beschrijven. Dit aantal is ongeveer evenredig met de trekkracht voor neodymiummagneten. Hoe hoger het getal, hoe sterker de magneet. Het vertelt je ook de neodymium magneetsterkte tesla. Een N35-magneet is 35 Mega Gauss of 3500 Tesla.

In praktische instellingen kunnen wetenschappers en ingenieurs de kwaliteit van magneten testen en bepalen met behulp van het maximale energieproduct van het magnetische materiaal in eenheden vanMGO's of megagauss-oesterds, wat overeenkomt met ongeveer 7957,75 J/m³ (joule per vierkante meter). De MGO's van een magneet vertellen je het maximale punt op de magneet'sdemagnetisatiecurve, ook gekend alsBH-curveofhysteresecurve, een functie die de sterkte van de magneet verklaart. Het verklaart hoe moeilijk het is om de magneet te demagnetiseren en hoe de vorm van de magneet zijn sterkte en prestaties beïnvloedt.

Een MGOe-magneetmeting is afhankelijk van het magnetische materiaal. Onder de zeldzame-aardmagneten hebben neodymiummagneten over het algemeen 35 tot 52 MGO's, samarium-kobalt (SmCo) magneten hebben 26, alnico-magneten hebben 5,4, keramische magneten hebben 3,4 en flexibele magneten zijn 0,6-1,2 MGO's. Terwijl zeldzame-aardemagneten van neodymium en SmCo veel sterkere magneten zijn dan keramische magneten, zijn keramische magneten gemakkelijk te magnetiseren, zijn ze op natuurlijke wijze bestand tegen corrosie en kunnen ze in verschillende vormen worden gegoten. Nadat ze tot vaste stoffen zijn gevormd, breken ze echter gemakkelijk af omdat ze broos zijn.

Wanneer een object wordt gemagnetiseerd door een extern magnetisch veld, worden de atomen erin op een bepaalde manier uitgelijnd om elektronen vrij te laten stromen. Wanneer het externe veld wordt verwijderd, wordt het materiaal gemagnetiseerd als de uitlijning of een deel van de uitlijning van atomen blijft. Bij demagnetisering gaat het vaak om warmte of een tegengesteld magnetisch veld.

De naam "BH-curve" is genoemd naar de originele symbolen die respectievelijk de veld- en magnetische veldsterkte vertegenwoordigen, B en H. De naam "hysterese" wordt gebruikt om te beschrijven hoe de huidige magnetisatietoestand van een magneet afhangt van hoe het veld in het verleden is veranderd in de aanloop naar de huidige toestand.

•••Syed Hussain Ather

In het diagram van een hysteresiscurve hierboven verwijzen de punten A en E naar de verzadigingspunten in respectievelijk voorwaartse en achterwaartse richting. B en E noemden debewaarpuntenof verzadigingsremanenties, de magnetisatie die in het nulveld blijft nadat een magnetisch veld is aangelegd dat sterk genoeg is om het magnetische materiaal voor beide richtingen te verzadigen. Dit is het magnetische veld dat overblijft wanneer de drijvende kracht van het externe magnetische veld wordt uitgeschakeld. Gezien in sommige magnetische materialen, is verzadiging de toestand die wordt bereikt wanneer een toename van het aangelegde externe magnetische veld H kan de magnetisatie van het materiaal niet verder verhogen, dus de totale magnetische fluxdichtheid B min of meer niveaus uit.

C en F vertegenwoordigen de coërciviteit van de magneet, hoeveel van het omgekeerde of tegenovergestelde veld is nodig om breng de magnetisatie van het materiaal terug naar 0 nadat het externe magnetische veld is toegepast in een van beide richting.

De curve van de punten D tot A stelt de initiële magnetisatiecurve voor. A naar F is de neerwaartse curve na verzadiging, en de genezing van F naar D is de onderste retourcurve. De demagnetisatiecurve vertelt je hoe het magnetische materiaal reageert op externe magnetische velden en het punt waarop de magneet is verzadigd, wat betekent dat het verhogen van het externe magnetische veld de magnetisatie van het materiaal niet verhoogt niet meer.

Verschillende magneten hebben verschillende doelen. Het cijfernummer N52 is de hoogst mogelijke sterkte met de kleinst mogelijke verpakking bij kamertemperatuur. N42 is ook een veel voorkomende keuze die een kosteneffectieve sterkte heeft, zelfs bij hoge temperaturen. Bij sommige hogere temperaturen kunnen N42-magneten krachtiger zijn dan N52-magneten, met enkele gespecialiseerde versies zoals N42SH-magneten die speciaal zijn ontworpen voor hoge temperaturen.

Wees echter voorzichtig bij het aanbrengen van magneten in gebieden met grote hoeveelheden hitte. Warmte is een sterke factor bij het demagnetiseren van magneten. Neodymiummagneten verliezen echter over het algemeen zeer weinig sterkte in de loop van de tijd.

Voor elk magnetisch object duiden wetenschappers en ingenieurs het magnetische veld aan terwijl het van het noordelijke uiteinde van een magneet naar het zuidelijke uiteinde rijdt. In deze context zijn "noorden" en "zuiden" willekeurige kenmerken van de magnetische om ervoor te zorgen dat de magnetische veldlijnen dragen op deze manier, niet de hoofdrichtingen "noord" en "zuid" die worden gebruikt in aardrijkskunde en plaats.

Je kunt magnetische flux voorstellen als een net dat de hoeveelheden water of vloeistof opvangt die er doorheen stromen. Magnetische flux, die meet hoeveel van dit magnetische veldBgaat door een bepaald gebiedEENkan worden berekend met

waarinθis de hoek tussen de lijn loodrecht op het oppervlak van het gebied en de magnetische veldvector. Door deze hoek kan magnetische flux verantwoordelijk zijn voor de manier waarop de vorm van het gebied kan worden gedraaid ten opzichte van het veld om verschillende hoeveelheden van het veld vast te leggen. Hiermee kunt u de vergelijking toepassen op verschillende geometrische oppervlakken zoals cilinders en bollen.

•••Syed Hussain Ather

Voor een stroom in een rechte draadik, het magnetische veld op verschillende stralenrafstand van de elektrische draad kan worden berekend met behulp vanWet van Ampèreère​

waarinμ₀("mu niets") is1,25 x 10^-6 H/m(henries per meter, waarin henries de inductantie meten) de vacuümpermeabiliteitsconstante voor magnetisme. U kunt de rechterhandregel gebruiken om de richting van deze magnetische veldlijnen te bepalen. Volgens de rechterhandregel, als je met je rechterduim in de richting van elektrische stroom wijst, magnetische veldlijnen zullen zich vormen in concentrische cirkels met de richting die wordt gegeven door de richting waarin uw vingers krullen.

Als u wilt bepalen hoeveel spanning het gevolg is van veranderingen in magnetisch veld en magnetische flux voor elektrische draden of spoelen, kunt u ookDe wet van Faraday​,

waarinneeis het aantal windingen in de draadspoel,(BA)("delta B A") verwijst naar de verandering in het product van een magnetisch veld en een gebied entis de verandering in de tijd waarin de beweging of beweging plaatsvindt. Hiermee kunt u bepalen hoe veranderingen in spanning het gevolg zijn van veranderingen in de magnetische omgeving van een draad of ander magnetisch object in de aanwezigheid van een magnetisch veld.

Deze spanning is een elektromotorische kracht die kan worden gebruikt om circuits en batterijen van stroom te voorzien. Je kunt de geïnduceerde elektromotorische kracht ook definiëren als het negatief van de veranderingssnelheid van de magnetische flux maal het aantal windingen in de spoel.