Hvordan måle styrken til magneter

Magneter har mange styrker, og du kan bruke engauss meterfor å bestemme styrken til en magnet. Du kan måle magnetfeltet i teslas eller magnetisk strøm i webers eller Teslas • m² ("tesla kvadratmeter"). Demagnetfelter tendensen for at en magnetisk kraft blir indusert på bevegelige ladede partikler i nærvær av disse magnetfeltene.

​Magnetisk strømninger en måling av hvor mye av et magnetfelt som passerer gjennom et bestemt overflateareal for en overflate som et sylindrisk skall eller et rektangulært ark. Fordi disse to størrelsene, felt og flux, er nært beslektede, brukes begge som kandidater for å bestemme styrken til en magnet. For å bestemme styrken:

1. Med en gaussmåler kan du ta magneten til et område der ingen andre magnetiske gjenstander (som mikrobølger og datamaskiner) er i nærheten.
2. Plasser gaussmåleren direkte på overflaten av en av magnetens poler.
3. Finn nålen på Gauss-måleren, og finn tilsvarende retning. De fleste gaussmålere har en rekkevidde på 200 til 400 gauss, med 0 gauss (ingen magnetfelt) i midten, negativ gauss til venstre og positiv gauss til høyre. Jo lenger til venstre eller høyre nålen ligger, jo sterkere er magnetfeltet.

•••Syed Hussain Ather

Kraften til magneter i forskjellige sammenhenger og situasjoner kan måles med mengden magnetisk kraft eller magnetfelt de avgir. Forskere og ingeniører tar hensyn til magnetfelt, magnetisk kraft, strøm, magnetisk moment og til og med magnetenes magnetiske natur de bruker i eksperimentell forskning, medisin og industri når de bestemmer hvor sterke magneter er.

Du kan tenke pågauss metersom en magnetisk styrkemåler. Denne metoden for måling av magnetisk styrke kan brukes til å bestemme den magnetiske styrken til luftfrakt som må være streng når det gjelder å bære neodymmagneter. Dette er sant fordi neodymmagnetstyrken tesla og magnetfeltet den produserer kan forstyrre flyets GPS. Neodymmagnetisk styrke tesla, i likhet med andre magneter, skal reduseres med kvadratet av avstanden vekk fra den.

Magnetenes oppførsel avhenger av det kjemiske og atommaterialet som utgjør dem. Disse komposisjonene lar forskere og ingeniører studere hvor godt materialene lar elektroner eller ladninger strømme gjennom dem for å tillate magnetisering å skje. Disse magnetiske momentene, den magnetiske egenskapen til å gi feltet et momentum eller en rotasjonskraft i nærvær av en magnetisk felt, avhenger i stor grad av materialet som lager magneter for å bestemme om de er diamagnetiske, paramagnetiske eller ferromagnetisk.

Hvis magneter er laget av materialer som ikke har noen eller uparvede elektroner, er de detdiamagnetisk. Disse materialene er veldig svake, og i nærvær av et magnetfelt produserer de negative magnetiseringer. Det er vanskelig å indusere magnetiske øyeblikk i dem.

​Paramagnetiskmaterialer har uparrede elektroner, slik at materialene, i nærvær av et magnetfelt, har delvise justeringer som gir det en positiv magnetisering.

Endelig,ferromagnetiskmaterialer som jern, nikkel eller magnetitt har veldig sterke attraksjoner slik at disse materialene utgjør permanente magneter. Atomene er innrettet på en slik måte at de enkelt bytter krefter og lar strømmen strømme gjennom med stor effektivitet. Disse gir kraftige magneter med utvekslingskrefter som er omtrent 1000 Teslas, som er 100 millioner ganger sterkere enn jordens magnetfelt.

Forskere og ingeniører refererer vanligvis til ententrekkrafteller styrken til magnetfeltet når magnets styrke bestemmes. Trekkraft er hvor mye kraft du trenger å utøve når du trekker en magnet bort fra en stålgjenstand eller en annen magnet. Produsenter refererer til denne kraften ved hjelp av pounds, for å referere til vekten som denne kraften er, eller Newton, som en magnetisk styrkemåling.

For magneter som varierer i størrelse eller magnetisme over sitt eget materiale, bruk magnetens poloverflate til å måle magnetisk styrke. Gjør målinger av magnetisk styrke av materialene du vil måle ved å holde deg langt fra andre magnetiske gjenstander. Du bør også bare bruke gaussmålere som måler magnetiske felt på mindre enn eller lik 60 Hz vekselstrøm (AC) frekvenser for husholdningsapparater, ikke for magneter.

DekarakternummerellerN-nummerbrukes til å beskrive trekkraften. Dette tallet er omtrent proporsjonalt med trekkraften for neodymmagneter. Jo høyere tall, jo sterkere er magneten. Den forteller deg også neodymmagnetstyrken tesla. En N35-magnet er 35 Mega Gauss eller 3500 Tesla.

I praktiske omgivelser kan forskere og ingeniører teste og bestemme magnetenes karakter ved å bruke det maksimale energiproduktet til det magnetiske materialet i enheter avMGOer, eller megagauss-oesterds, som tilsvarer omtrent 7957,75 J / m³ (joules per meter kubikk). MGOene til en magnet forteller deg det maksimale punktet på magnetendemagnetiseringskurve, også kjent somBH-kurveellerhysteresekurve, en funksjon som forklarer styrken til magneten. Det redegjør for hvor vanskelig det er å demagnetisere magneten og hvordan magnetens form påvirker dens styrke og ytelse.

En MGOe-magnetmåling avhenger av magnetmaterialet. Blant de sjeldne jordartsmagneter har neodymmagneter vanligvis 35 til 52 MGOer, samarium-kobolt (SmCo) magneter har 26, alnico-magneter har 5,4, keramiske magneter har 3,4 og fleksible magneter er 0,6-1,2 MGOer. Mens sjeldne jordsmagneter av neodym og SmCo er mye sterkere magneter enn keramiske, er keramiske magneter enkle å magnetisere, motstår korrosjon naturlig og kan formes til forskjellige former. Etter at de er støpt til faste stoffer, brytes de lett ned fordi de er sprø.

Når et objekt blir magnetisert på grunn av et eksternt magnetfelt, er atomene i det innrettet på en bestemt måte for å la elektronene flyte fritt. Når det eksterne feltet fjernes, blir materialet magnetisert hvis justeringen eller en del av justeringen av atomer forblir. Demagnetisering innebærer ofte varme eller et motstridende magnetfelt.

Navnet "BH-kurve" ble oppkalt etter de originale symbolene for å representere henholdsvis felt- og magnetfeltstyrke, B og H. Navnet "hysterese" brukes til å beskrive hvordan magnetens nåværende magnetiseringstilstand avhenger av hvordan feltet tidligere har endret seg fram til sin nåværende tilstand.

•••Syed Hussain Ather

I diagrammet til en hysteresekurve ovenfor refererer punkt A og E til metningspunktene i henholdsvis både fremover og bakover. B og E kalteoppbevaringspunktereller metningsrester, magnetiseringen forblir i nullfelt etter at et magnetfelt er påført som er sterkt nok til å mette magnetmaterialet i begge retninger. Dette er magnetfeltet som er igjen når drivkraften til det eksterne magnetfeltet er slått av. Sett i noen magnetiske materialer er metning tilstanden når en økning i påført eksternt magnetfelt H kan ikke øke magnetiseringen av materialet ytterligere, så den totale magnetiske flytdensiteten B mer eller mindre nivåer av.

C og F representerer magnetens tvangsevne, hvor mye av det motsatte eller motsatte feltet er nødvendig for å returner magnetiseringen av materialet tilbake til 0 etter at det eksterne magnetfeltet er påført i begge retning.

Kurven fra punkt D til A representerer den opprinnelige magnetiseringskurven. A til F er den nedadgående kurven etter metning, og herdingen fra F til D er den nedre returkurven. Demagnetiseringskurven forteller deg hvordan magnetmaterialet reagerer på eksterne magnetfelt og punktet hvor magneten befinner seg er mettet, noe som betyr det punktet hvor økning av det ytre magnetfeltet ikke øker materialets magnetisering lenger.

Ulike magneter adresserer forskjellige formål. Karaktertallet N52 er høyest mulig styrke med minst mulig pakke ved romtemperatur. N42 er også et vanlig valg som har en kostnadseffektiv styrke, selv ved høye temperaturer. Ved noen høyere temperaturer kan N42-magneter være kraftigere enn N52 med noen spesialversjoner som N42SH-magneter designet spesielt for varme temperaturer.

Vær imidlertid forsiktig når du bruker magneter i områder med store mengder varme. Varme er en sterk faktor i demagnetiserende magneter. Neodymmagneter mister imidlertid generelt lite styrke over tid.

For ethvert magnetisk objekt betegner forskere og ingeniører magnetfeltet når det kjører fra nordenden av en magnet til sørenden. I denne sammenheng er "nord" og "sør" vilkårlige egenskaper ved magnetiske for å sikre at magnetfeltlinjer bærer denne veien, ikke kardinalretningene "nord" og "sør" som brukes i geografi og plassering.

Du kan forestille deg magnetisk strømning som et nett som fanger opp mengder vann eller væske som strømmer gjennom det. Magnetisk strømning, som måler hvor mye av dette magnetfeltetBpasserer gjennom et bestemt områdeENkan beregnes med

derθer vinkelen mellom linjen vinkelrett på overflaten av området og magnetfeltvektoren. Denne vinkelen lar magnetisk flux ta hensyn til hvordan formen på området kan vinkles i forhold til feltet for å fange forskjellige mengder av feltet. Dette lar deg bruke ligningen på forskjellige geometriske overflater som sylindere og kuler.

•••Syed Hussain Ather

For en strøm i rett ledningJeg, magnetfeltet i forskjellige radierrvekk fra den elektriske ledningen kan beregnes ved hjelp avAmpères lov​

derμ₀("ikke noe") er1,25 x 10^-6 H / m(henries per meter, hvor henries måler induktans) vakuumpermeabilitetskonstanten for magnetisme. Du kan bruke regelen til høyre for å bestemme retningen magnetfeltlinjene tar. I følge høyre regel, hvis du peker høyre tommel i retning av elektrisk strøm, magnetiske feltlinjer vil dannes i konsentriske sirkler med retningen gitt av retningen der din fingrene krøller seg.

Hvis du vil bestemme hvor mye spenning som skyldes endringer i magnetfelt og magnetisk strøm for elektriske ledninger eller spoler, kan du også brukeFaradays lov​,

derNer antall svinger i trådspolen,Δ (BA)("delta B A") refererer til endring i produktet av magnetfelt og et område ogAter tidsendringen som bevegelsen eller bevegelsen skjer over. Dette lar deg bestemme hvordan endringer i spenning skyldes endringer i magnetmiljøet til en ledning eller annen magnetisk gjenstand i nærvær av et magnetfelt.

Denne spenningen er en elektromotorisk kraft som kan brukes til å strømforsyne kretser og batterier. Du kan også definere den induserte elektromotoriske kraften som den negative av endringshastigheten til magnetstrømmen ganger antall omdreininger i spolen.