Os ímãs vêm em várias potências, e você pode usar ummedidor de gausspara determinar a força de um ímã. Você pode medir o campo magnético em teslas ou o fluxo magnético em webers ou Teslas • m2 ("metros quadrados de tesla"). Ocampo magnéticoé a tendência de uma força magnética ser induzida ao mover partículas carregadas na presença desses campos magnéticos.
Fluxo magnéticoé uma medida de quanto de um campo magnético passa por uma determinada área de superfície para uma superfície como uma casca cilíndrica ou uma folha retangular. Como essas duas grandezas, campo e fluxo, estão intimamente relacionadas, ambas são usadas como candidatas para determinar a força de um ímã. Para determinar a força:
- Com um gauss meter, você pode levar o ímã a uma área onde nenhum outro objeto magnético (como microondas e computadores) esteja próximo.
- Coloque o gauss meter diretamente na superfície de um dos pólos do íman.
- Localize a agulha no medidor de gauss e encontre o título correspondente. A maioria dos gauss medidores tem uma faixa de 200 a 400 gauss, com 0 gauss (sem campo magnético) no centro, gauss negativo à esquerda e gauss positivo à direita. Quanto mais à esquerda ou à direita estiver a agulha, mais forte será o campo magnético.
•••Syed Hussain Ather
O poder dos ímãs em diferentes contextos e situações pode ser medido pela quantidade de força magnética ou campo magnético que eles emitem. Cientistas e engenheiros levam em consideração o campo magnético, a força magnética, o fluxo, o momento magnético e até mesmo o natureza magnética dos ímãs que eles usam em pesquisas experimentais, medicina e indústria ao determinar o quão forte ímãs são.
Você pode pensar nomedidor de gausscomo um medidor de força magnética. Este método de medição de força magnética pode ser usado para determinar a força magnética de frete aéreo que precisa ser rigoroso quanto ao transporte de ímãs de neodímio. Isso é verdade porque o tesla de força do ímã de neodímio e o campo magnético que ele produz podem interferir com o GPS da aeronave. O tesla de força magnética do neodímio, como o de outros ímãs, deve diminuir pelo quadrado da distância dele.
Comportamento Magnético
O comportamento dos ímãs depende do material químico e atômico que os compõe. Essas composições permitem que cientistas e engenheiros estudem quão bem os materiais permitem que elétrons ou cargas fluam através deles para permitir que a magnetização ocorra. Esses momentos magnéticos, a propriedade magnética de dar ao campo um momento ou força rotacional na presença de um elemento magnético campo, dependem em grande parte do material que faz os ímãs para determinar se eles são diamagnéticos, paramagnéticos ou ferromagnético.
Se os ímãs são feitos de materiais que não têm ou têm poucos elétrons desemparelhados, eles sãodiamagnético. Esses materiais são muito fracos e, na presença de um campo magnético, produzem magnetizações negativas. É difícil induzir momentos magnéticos neles.
Paramagnéticoos materiais possuem elétrons desemparelhados de modo que, na presença de um campo magnético, os materiais exibem alinhamentos parciais que lhes conferem magnetização positiva.
Finalmente,ferromagnéticomateriais como ferro, níquel ou magnetita têm atrativos muito fortes, de modo que esses materiais formam ímãs permanentes. Os átomos são alinhados de maneira que trocam forças facilmente e permitem que a corrente flua com grande eficiência. Eles formam ímãs poderosos com forças de troca que são cerca de 1000 Teslas, o que é 100 milhões de vezes mais forte do que o campo magnético da Terra.
Medição de Força Magnética
Cientistas e engenheiros geralmente se referem aforça de traçãoou a força do campo magnético ao determinar a força dos ímãs. Força de tração é quanta força você precisa exercer ao puxar um ímã de um objeto de aço ou outro ímã. Os fabricantes referem-se a essa força usando libras, para se referir ao peso dessa força, ou Newtons, como uma medida de força magnética.
Para ímãs que variam em tamanho ou magnetismo em seu próprio material, use a superfície do pólo do ímã para fazer uma medição de força magnética. Faça medições de força magnética dos materiais que deseja medir, permanecendo longe de outros objetos magnéticos. Além disso, você só deve usar gauss medidores que medem campos magnéticos menores ou iguais a frequências de corrente alternada (CA) de 60 Hz para eletrodomésticos, não para ímãs.
Força dos ímãs de neodímio
Onúmero da sérieouNúmero Né usado para descrever a força de tração. Este número é aproximadamente proporcional à força de tração para ímãs de neodímio. Quanto maior o número, mais forte é o ímã. Ele também informa a resistência do ímã de neodímio tesla. Um ímã N35 tem 35 Mega Gauss ou 3500 Tesla.
Em ambientes práticos, os cientistas e engenheiros podem testar e determinar o grau dos ímãs usando o produto de energia máxima do material magnético em unidades deMGOes ou megagauss-oesterds, que é o equivalente a cerca de 7957,75 J / m3 (joules por metro cúbico). Os MGOes de um ímã informam o ponto máximo do ímãcurva de desmagnetização, também conhecido comoCurva BHoucurva de histerese, uma função que explica a força do ímã. Isso explica como é difícil desmagnetizar o ímã e como o formato do ímã afeta sua força e desempenho.
Uma medição de ímã MGOe depende do material magnético. Entre os ímãs de terras raras, os ímãs de neodímio geralmente têm 35 a 52 MGOes, samário-cobalto (SmCo) os ímãs têm 26, os ímãs de alnico têm 5,4, os ímãs de cerâmica têm 3,4 e os ímãs flexíveis têm 0,6-1,2 MGOes. Enquanto os ímãs de terras raras de neodímio e SmCo são ímãs muito mais fortes do que os de cerâmica, os ímãs de cerâmica são fáceis de magnetizar, resistem à corrosão naturalmente e podem ser moldados em diferentes formas. Depois de moldados em sólidos, no entanto, eles se quebram facilmente porque são quebradiços.
Quando um objeto fica magnetizado devido a um campo magnético externo, os átomos dentro dele são alinhados de uma certa maneira para permitir que os elétrons fluam livremente. Quando o campo externo é removido, o material fica magnetizado se o alinhamento ou parte do alinhamento dos átomos permanecer. A desmagnetização geralmente envolve calor ou um campo magnético oposto.
Curva de desmagnetização, BH ou histerese
O nome "curva BH" foi nomeado para os símbolos originais para representar a força do campo e do campo magnético, respectivamente, B e H. O nome "histerese" é usado para descrever como o estado atual de magnetização de um ímã depende de como o campo mudou no passado, levando ao seu estado atual.
•••Syed Hussain Ather
No diagrama de uma curva de histerese acima, os pontos A e E referem-se aos pontos de saturação nas direções para frente e para trás, respectivamente. B e E chamaram opontos de retençãoou remanências de saturação, a magnetização que permanece em campo zero após a aplicação de um campo magnético forte o suficiente para saturar o material magnético em ambas as direções. Este é o campo magnético que sobra quando a força motriz do campo magnético externo é desligada. Visto em alguns materiais magnéticos, a saturação é o estado alcançado quando um aumento no campo magnético externo H aplicado não pode aumentar a magnetização do material ainda mais, então a densidade de fluxo magnético total B mais ou menos níveis fora.
C e F representam a coercividade do ímã, quanto do campo reverso ou oposto é necessário para retornar a magnetização do material de volta para 0 após o campo magnético externo ter sido aplicado em qualquer direção.
A curva dos pontos D a A representa a curva de magnetização inicial. A a F é a curva descendente após a saturação, e a cura de F a D é a curva de retorno inferior. A curva de desmagnetização mostra como o material magnético responde a campos magnéticos externos e o ponto em que o ímã está saturado, ou seja, o ponto em que o aumento do campo magnético externo não aumenta a magnetização do material mais.
Escolhendo ímãs por força
Ímãs diferentes atendem a propósitos diferentes. O número de classe N52 é a maior resistência possível com o menor pacote possível em temperatura ambiente. O N42 também é uma escolha comum com uma resistência econômica, mesmo em altas temperaturas. Em algumas temperaturas mais altas, os ímãs N42 podem ser mais poderosos do que os N52 com algumas versões especializadas, como os ímãs N42SH projetados especificamente para altas temperaturas.
No entanto, tenha cuidado ao aplicar ímãs em áreas de grande quantidade de calor. O calor é um fator forte na desmagnetização de ímãs. Os ímãs de neodímio geralmente perdem muito pouca força com o tempo.
Campo Magnético e Fluxo Magnético
Para qualquer objeto magnético, cientistas e engenheiros denotam o campo magnético conforme ele se dirige da extremidade norte de um ímã para a extremidade sul. Neste contexto, "norte" e "sul" são características arbitrárias do magnético para garantir que o as linhas do campo magnético são conduzidas desta forma, não as direções cardeais "norte" e "sul" usadas em geografia e localização.
Calculando Fluxo Magnético
Você pode imaginar o fluxo magnético como uma rede que captura quantidades de água ou líquido que fluem através dela. Fluxo magnético, que mede quanto desse campo magnéticoBpassa por uma certa áreaUMApode ser calculado com
\ Phi = BA \ cos {\ theta}
no qualθé o ângulo entre a linha perpendicular à superfície da área e o vetor do campo magnético. Este ângulo permite que o fluxo magnético leve em consideração como a forma da área pode ser inclinada em relação ao campo para capturar diferentes quantidades do campo. Isso permite que você aplique a equação a diferentes superfícies geométricas, como cilindros e esferas.
•••Syed Hussain Ather
Para uma corrente em um fio retoeu, o campo magnético em vários raiosrlonge do fio elétrico pode ser calculado usandoLei de Ampère
B = \ frac {\ mu_0I} {2 \ pi r}
no qualμ0("mu naught") é1,25 x 10-6 H / m(Henry por metro, no qual Henry mede a indutância) a constante de permeabilidade do vácuo para o magnetismo. Você pode usar a regra da mão direita para determinar a direção que essas linhas de campo magnético tomam. De acordo com a regra da mão direita, se você apontar o polegar direito na direção da corrente elétrica, o linhas de campo magnético se formarão em círculos concêntricos com a direção dada pela direção em que seu dedos enrolados.
Se você deseja determinar quanta tensão resulta de mudanças no campo magnético e fluxo magnético para fios elétricos ou bobinas, você também pode usarLei de Faraday,
V = -N \ frac {\ Delta (BA)} {\ Delta t}
no qualNé o número de voltas na bobina de fio,Δ (BA)("delta B A") refere-se à mudança no produto do campo magnético e uma área eΔté a mudança no tempo durante a qual o movimento ou movimento ocorre. Isso permite determinar como as mudanças na voltagem resultam de mudanças no ambiente magnético de um fio ou outro objeto magnético na presença de um campo magnético.
Esta tensão é uma força eletromotriz que pode ser usada para alimentar circuitos e baterias. Você também pode definir a força eletromotriz induzida como o negativo da taxa de variação do fluxo magnético vezes o número de voltas na bobina.