Cum se măsoară puterea magneților

Magneții au multe puncte forte și puteți utiliza uncontor gausspentru a determina puterea unui magnet. Puteți măsura câmpul magnetic în teslas sau fluxul magnetic în webers sau Teslas • m² („tesla metri pătrați”).camp magneticeste tendința ca o forță magnetică să fie indusă asupra particulelor încărcate în mișcare în prezența acestor câmpuri magnetice.

​Flux magneticeste o măsurare a cât de mult dintr-un câmp magnetic trece printr-o anumită suprafață pentru o suprafață, cum ar fi o coajă cilindrică sau o foaie dreptunghiulară. Deoarece aceste două cantități, câmpul și fluxul, sunt strâns legate, ambele sunt utilizate ca candidați pentru determinarea puterii unui magnet. Pentru a determina puterea:

1. Cu un contor Gauss, puteți duce magnetul într-o zonă în care nu există alte obiecte magnetice (cum ar fi microundele și computerele) în apropiere.
2. Așezați contorul Gauss direct pe suprafața unuia dintre polii magnetului.
3. Localizați acul pe contorul Gauss și găsiți poziția corespunzătoare. Majoritatea contoarelor gauss au o gamă cuprinsă între 200 și 400 gauss, cu 0 gauss (fără câmp magnetic) în centru, gauss negativ în stânga și gauss pozitiv în dreapta. Cu cât acul se află mai la stânga sau la dreapta, cu atât câmpul magnetic este mai puternic.
   instagram story viewer

•••Syed Hussain Ather

Puterea magneților în diferite contexte și situații poate fi măsurată prin cantitatea de forță magnetică sau câmp magnetic pe care o degajă. Oamenii de știință și inginerii iau în considerare câmpul magnetic, forța magnetică, fluxul, momentul magnetic și chiar și natura magnetică a magneților pe care îi folosesc în cercetare experimentală, medicină și industrie atunci când determină cât de puternici sunt magneții sunt.

Vă puteți gândi lacontor gaussca un contor magnetic de rezistență. Această metodă de măsurare a forței magnetice poate fi utilizată pentru a determina puterea magnetică a transportului aerian care trebuie să fie strictă în ceea ce privește transportul magneților de neodim. Acest lucru este adevărat, deoarece puterea magnetului de neodim tesla și câmpul magnetic pe care îl produce pot interfera cu GPS-ul aeronavei. Forța magnetică de neodim tesla, ca și a altor magneți, ar trebui să scadă cu pătratul distanței de la ea.

Comportamentul magneților depinde de materialul chimic și atomic care le compune. Aceste compoziții permit oamenilor de știință și inginerilor să studieze cât de bine materialele lasă electronii sau sarcinile să curgă prin ele pentru a permite magnetizarea. Aceste momente magnetice, proprietatea magnetică de a da câmpului un impuls sau forță de rotație în prezența unui magnet câmp, depind în mare măsură de materialul care face magneții pentru a determina dacă sunt diamagnetici, paramagnetici sau feromagnetic.

Dacă magneții sunt fabricați din materiale care nu au sau puțini electroni nepereche, aceștia suntdiamagnetic. Aceste materiale sunt foarte slabe și, în prezența unui câmp magnetic, produc magnetizări negative. Este dificil să induci momente magnetice în ele.

​Paramagneticmaterialele au electroni nepereche astfel încât, în prezența unui câmp magnetic, materialele prezintă alinieri parțiale care îi conferă o magnetizare pozitivă.

In cele din urma,feromagneticmateriale precum fierul, nichelul sau magnetitul au atracții foarte puternice, astfel încât aceste materiale formează magneți permanenți. Atomii sunt aliniați în așa fel încât să schimbe ușor forțele și să permită curgerea curentului cu o eficiență mare. Acestea fac magneți puternici cu forțe de schimb de aproximativ 1000 Teslas, care este de 100 de milioane de ori mai puternică decât câmpul magnetic al Pământului.

Oamenii de știință și inginerii se referă, în general, fie latrage forțasau puterea câmpului magnetic atunci când se determină puterea magneților. Forța de tragere este câtă forță trebuie să exercitați atunci când trageți un magnet departe de un obiect din oțel sau de un alt magnet. Producătorii se referă la această forță folosind lire sterline, pentru a se referi la greutatea pe care o are această forță sau Newton, ca măsurare a forței magnetice.

Pentru magneții care variază în mărime sau magnetism în propriul material, utilizați suprafața polului magnetului pentru a efectua o măsurare a forței magnetice. Faceți măsurători de rezistență magnetică a materialelor pe care doriți să le măsurați rămânând departe de alte obiecte magnetice. De asemenea, ar trebui să utilizați numai contoare gauss care măsoară câmpurile magnetice la frecvențe de curent alternativ (AC) mai mici sau egale cu 60 Hz pentru electrocasnice, nu pentru magneți.

numărul claseisauNumărul Neste folosit pentru a descrie forța de tragere. Acest număr este aproximativ proporțional cu forța de tracțiune pentru magneții de neodim. Cu cât numărul este mai mare, cu atât magnetul este mai puternic. De asemenea, vă spune tesla puterii magnetului de neodim. Un magnet N35 este de 35 Mega Gauss sau 3500 Tesla.

În condiții practice, oamenii de știință și inginerii pot testa și determina gradul magneților folosind produsul energetic maxim al materialului magnetic în unități deMGO-uri, sau megagauss-oesterds, care este echivalentul a aproximativ 7957,75 J / m³ (jouli pe metru cub). MGO-urile unui magnet vă indică punctul maxim de pe magnetcurba de demagnetizare, de asemenea cunoscut ca siCurba BHsaucurba de histerezis, o funcție care explică puterea magnetului. Acesta explică cât de dificil este demagnetizarea magnetului și modul în care forma magnetului îi afectează rezistența și performanța.

O măsurare a magnetului MGOe depinde de materialul magnetic. Dintre magneții de pământuri rare, magneții de neodim au în general 35 până la 52 MGO, samariu-cobalt (SmCo) magneții au 26, magneții alnico au 5,4, magneții ceramici au 3,4 și magneții flexibili sunt 0,6-1,2 MGO-uri. În timp ce magneții din pământuri rare de neodim și SmCo sunt magneți mult mai puternici decât cei din ceramică, magneții din ceramică sunt ușor de magnetizat, rezistă la coroziune în mod natural și pot fi mulate în diferite forme. După ce au fost turnate în solide, ele se descompun ușor, deoarece sunt fragile.

Când un obiect devine magnetizat datorită unui câmp magnetic extern, atomii din interiorul acestuia sunt aliniați într-un anumit mod pentru a lăsa electronii să curgă liber. Când câmpul extern este îndepărtat, materialul devine magnetizat dacă rămâne alinierea sau o parte din alinierea atomilor. Demagnetizarea implică adesea căldură sau un câmp magnetic opus.

Denumirea „curba BH” a fost numită după simbolurile originale pentru a reprezenta câmpul și respectiv intensitatea câmpului magnetic, respectiv B și H. Denumirea de „histerezis” este utilizată pentru a descrie modul în care starea de magnetizare actuală a unui magnet depinde de modul în care câmpul s-a schimbat în trecut până la starea sa actuală.

•••Syed Hussain Ather

În diagrama unei curbe de histerezis de mai sus, punctele A și E se referă la punctele de saturație atât în ​​direcția înainte, cât și înapoi. B și E au numitpuncte de retențiesau remanențe de saturație, magnetizarea rămânând în câmp zero după aplicarea unui câmp magnetic suficient de puternic pentru a satura materialul magnetic pentru ambele direcții. Acesta este câmpul magnetic rămas atunci când forța motrice a câmpului magnetic extern este oprită. Văzută în unele materiale magnetice, saturația este starea atinsă atunci când crește câmpul magnetic extern H aplicat nu poate crește magnetizarea materialului în continuare, astfel încât densitatea fluxului magnetic total B mai mult sau mai puțin niveluri oprit.

C și F reprezintă coercitivitatea magnetului, cât de mult este necesar câmpul invers sau opus readuceți magnetizarea materialului înapoi la 0 după ce câmpul magnetic extern a fost aplicat în oricare dintre ele direcţie.

Curba de la punctele D la A reprezintă curba de magnetizare inițială. A la F este curba descendentă după saturație, iar cura de la F la D este curba de revenire inferioară. Curba de demagnetizare vă arată cum reacționează materialul magnetic la câmpurile magnetice externe și punctul în care magnetul este saturat, adică punctul în care creșterea câmpului magnetic extern nu crește magnetizarea materialului mai mult.

Diferenți magneți se adresează scopurilor diferite. Numărul de clasă N52 este cea mai mare rezistență posibilă, cu cel mai mic pachet posibil la temperatura camerei. N42 este, de asemenea, o alegere obișnuită care are o rezistență rentabilă, chiar și la temperaturi ridicate. La unele temperaturi mai ridicate, magneții N42 pot fi mai puternici decât cei N52, cu unele versiuni specializate, cum ar fi magneții N42SH, proiectați special pentru temperaturi ridicate.

Cu toate acestea, aveți grijă când aplicați magneți în zone cu cantități mari de căldură. Căldura este un factor puternic în magneții demagnetizatori. Cu toate acestea, magneții din neodim pierd în general foarte puțină rezistență în timp.

Pentru orice obiect magnetic, oamenii de știință și inginerii denotă câmpul magnetic pe măsură ce conduce de la capătul nordic al unui magnet până la capătul său sudic. În acest context, „nord” și „sud” sunt caracteristici arbitrare ale magnetului pentru a vă asigura că liniile câmpului magnetic se desfășoară în acest fel, nu direcțiile cardinale „nord” și „sud” utilizate în geografie și Locație.

Vă puteți imagina fluxul magnetic ca o plasă care captează cantități de apă sau lichid care curg prin el. Flux magnetic, care măsoară cât din acest câmp magneticBtrece printr-o anumită zonăApoate fi calculat cu

in careθeste unghiul dintre linia perpendiculară pe suprafața zonei și vectorul câmpului magnetic. Acest unghi permite fluxului magnetic să țină cont de modul în care forma zonei poate fi înclinată în raport cu câmpul pentru a capta diferite cantități ale câmpului. Acest lucru vă permite să aplicați ecuația pe diferite suprafețe geometrice, cum ar fi cilindrii și sferele.

•••Syed Hussain Ather

Pentru un curent într-un fir dreptEu, câmpul magnetic la diferite razerdeparte de firul electric poate fi calculat folosindLegea lui Ampère​

in careμ₀(„mu naught”) este1,25 x 10^-6 H / m(henries pe metru, în care henries măsoară inductanța) constanta de permeabilitate la vid pentru magnetism. Puteți utiliza regula din dreapta pentru a determina direcția pe care o iau aceste linii de câmp magnetic. Conform regulii din dreapta, dacă îndreptați degetul mare drept în direcția curentului electric, liniile câmpului magnetic se vor forma în cercuri concentrice cu direcția dată de direcția în care degetele se ondulează.

Dacă doriți să determinați cât de multă tensiune rezultă din modificările câmpului magnetic și fluxului magnetic pentru firele sau bobinele electrice, puteți utiliza șiLegea lui Faraday​,

in careNeste numărul de rotații în bobina firului,Δ (BA)("delta B A") se referă la modificarea produsului câmpului magnetic și a unei zone șiΔteste schimbarea de timp peste care apare mișcarea sau mișcarea. Acest lucru vă permite să determinați cum rezultă modificările de tensiune din schimbările din mediul magnetic al unui fir sau al unui alt obiect magnetic în prezența unui câmp magnetic.

Această tensiune este o forță electromotivă care poate fi utilizată pentru alimentarea circuitelor și a bateriilor. Puteți defini, de asemenea, forța electromotivă indusă ca negativ al ratei de schimbare a fluxului magnetic de ori numărul de spire din bobină.