Ako určiť magnety

Magnety sa používajú všade v motoroch, dynamo strojoch, chladničkách, kreditných a debetných kariet, rôznych elektronických zariadeniach, napríklad v snímačech na elektrických gitary, stereo reproduktory, pevné disky počítačov. Magnety môžu byť konštantné a pozostávajú z prírodných magnetických materiálov (železo alebo zliatiny), alebo sú elektromagnety. V elektromagnetoch je magnetické pole vytvorené prechodom elektrického poľa cez drôtenú cievku, obviňuje okolo železného jadra. Existuje niekoľko faktorov, ktoré ovplyvňujú výkon magnetického poľa a táto sila môže byť zmenená niekoľkými spôsobmi. Tieto faktory a metódy sú opísané v tomto článku.

Kroky

Metóda 1 z 3:

Určite faktory, ktoré ovplyvňujú výkon magnetického poľa

jeden. Zvážte charakteristiky magnetu. Magnetové vlastnosti sú opísané nasledujúcimi parametrami:

Donucovacia sila magnetického poľa je označená ako HC. Toto je hodnota vonkajšieho magnetického poľa, v ktorom môže byť magnet nahradiť. Čím vyššia je táto hodnota, tým ťažšie je na neagínsku tento magnet.
Zvyšková magnetická indukcia je označená ako br. Toto je maximálna sila (indukcia) magnetického poľa, ktorá môže vytvoriť magnet v neprítomnosti vonkajšieho magnetického poľa.
Maximálna hustota magnetického toku je spojená s indukciou magnetického poľa, ktorá je označená ako bmax. Čím vyššia je táto hodnota, tým silnejší tento magnet.
Teplotný koeficient reziduálnej magnetickej indukcie, ktorý je označený ako TCOEF BR a meria sa vo frakciách stupňov Celzia, opisuje, koľko sa indukcia magnetického poľa znižuje, keď je teplota zvýšená. Napríklad, ak je TCOEF BR rovný 0,1, to znamená, že pri zvýšení teploty magnetu 100 stupňov Celzia sa indukcia magnetického poľa znižuje o 10%.
Maximálna prevádzková teplota (označená ako Tmax) je najvyššia teplota, pri ktorej materiál plne zachováva svoje magnetické vlastnosti. Pri teplotách pod Tmax si magnet zachováva svoju silu. Ak sa materiál zahreje nad teplotou Tmax, po ochladení sa jeho sila zníži. Avšak, ak je materiál zahrieva nad jeho teplotou CURIE, ktorá je indikovaná ako Tcurie, bude úplne demagnetizovať.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 2

2. Zvážte, aký materiál je permanentný magnet. Trvalé magnety zvyčajne robia tieto materiály:

Zliatina Neodymum, Žehlička a Boron. Tento materiál má najvyššiu magnetickú indukciu (12.800 Gaussovcov), donucovacia sila magnetického poľa (12.300 erstedov) a maximálna hustota magnetického toku (40). Vyznačuje sa tiež najnižšou maximálnou prevádzkovou prevádzkovou teplotou a teplotou Curie (150 a 310 stupňov Celzia), jeho teplotný koeficient je -0,12.

SAMARIA`S Zliatina s Cobaltom má druhú najväčšiu donucovaciu silu magnetického poľa, ktorý je 9.200 erstedov. Vytvára magnetickú indukciu silou 10.500 Gaussovcov a maximálna hustota magnetického toku 26. Jeho maximálna pracovná teplota je oveľa vyššia ako je zliatinového neodymu, železa a bóru a je 300 stupňov Celzia a teplota Curie je 750 stupňov Celzia. Teplotný koeficient tejto slávy je 0,04.

Alnico je hliník, niklová a kobaltová zliatina. Jeho indukcia magnetického poľa (12.500 Gaussans) sú blízko rovnakej vlastnosti neodymovej zliatiny, železa a bóru, ale má oveľa nižšie donucovacie magnetické pole (640 erstedov), a preto nižšia maximálna hustota magnetického toku (5.5). V porovnaní s zliatinou samirie a kobaltu má tento materiál vyššiu maximálnu prevádzkovú teplotu (540 stupňov Celzia) a teplota Curie (860 stupňov Celzia). Jeho teplotný koeficient je 0,02.

Magnety z keramiky a feritu majú oveľa menšiu hodnotu indukcie magnetického poľa a maximálnu hustotu magnetického toku, predstavujú 3.900 Gaussovcov a 3.5. Ich donucovacia sila magnetického poľa je však oveľa vyššia ako alnico a je 3.200 erstedov. Ich maximálna prevádzková teplota je podobná zliatine samarium s kobaltom, zatiaľ čo teplota Curie je významne nižšia (460 stupňov Celzia). Teplotný koeficient týchto materiálov je -0.2, to znamená, že s rastúcou teplotou sa sila ich magnetického poľa znižuje oveľa rýchlejšie ako iné materiály.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 3

3. Vypočítajte počet otáčok elektromagnetickej cievky. Čím viac sa otáčajú na dĺžku jednotky cievky, tým vyšší je výkon magnetického poľa. Štandardné elektromagnety sú vybavené skôr masívnym jadrom z jedného z vyššie opísaných materiálov, okolo ktorých sa nachádzajú veľké odbočky. Jednoduchý elektromagnet je však ľahko ovládateľný: stačí si vziať necht, vietor s drôtom a pripojte jeho konce do batérie s napätím 1,5 voltov.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 4

4. Skontrolujte silnú silu, ktorá prechádza vinutím elektromagnetu. Použitie pre tento multimeter. Čím vyšší je prúd, tým silnejší je vytvorený magnetickým poľom.

Ďalšou jednotkou merania výkonu magnetického poľa v metrickom systéme je ampér. Táto hodnota určuje, koľko sa výkon magnetického poľa zvyšuje so zvýšením prúdu a / alebo počet otáčok.

Metóda 2 z 3:

Hodnotiť magnetické pole pomocou klipov

jeden. Urobte držiteľ pre trvalý magnet vo forme tyče. Aby ste to mohli urobiť, môžete použiť clothespin a papier alebo plastové sklo. Táto metóda je vhodná na preukázanie činností magnetického poľa do školských tried juniorov.

S pomocou škótskeho, pripojte jeden z dlhých koncoch clothespínov na dno skla.
Dajte sklo s clothespin pripojeným k nemu hore nohami.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 6

2. Urobte si klip tak, aby sa háčik ukázal. Aby ste to urobili, môžete jednoducho ohnúť vonkajší okraj klipov. Na tomto háku pozastavíte iné papierové klipy.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 7

3. Ak chcete merať výkon magnetického poľa, pridajte ďalšie klipy. Pripojte zakrivené háčkované papiere do jedného z magnetických pólov. V tomto prípade by mal háčkované miesto visieť voľne dole. Dotknite sa iných klipov. Pokračujte v pridávaní klipov, zatiaľ čo pod ich hmotnosť sa háčik nebude rozbiť od magnetu a všetky papierové klipy padnú na stôl.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 8

4. Označte počet klipov, pri ktorých sa háčik vypustil od magnetu. Po pridaní dostatok klipov a horný sponok sa odtrhne od magnetu, opatrne vypočítajte počet klipov, v ktorých sa to stalo a zapisuje ho dole.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 9

päť. Získajte izolačnú pásku na dolnom póle magnetu. Pripojte tri malé prúžky izolačnej pásky na magnet magnetu a znova zaveste ohnuté háčkovanie.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 10

6. Pridajte klipy do háčik, kým sa opäť zlyhá z magnetu. Opakujte predchádzajúci postup a visieť na háku svoriek, takže nakoniec sa opäť odtrhli od magnetu a padli na stôl.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 11

7. Zapíšte si, koľko klipov potrebuje tento čas. Okrem počtu klipov, zapíšte si počet pásov izolačnej pásky, ktoré ste uviazli na póle magnetu.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 12

osem. Opakujte predchádzajúci krok niekoľkokrát so všetkými BOPočet izolačných pásov pásov. Zakaždým, keď rekapitujte počet klipov, v ktorých sú rozbité z magnetu, a počet izolačných pásov pásov. Ako počet pásov na oddelenie od magnetu bude vyžadovať menej clinks.

Metóda 3 z 3:

Zmerajte magnetické pole Gaussmeter

jeden. Určite základné alebo štartovacie napätie. To sa dá urobiť pomocou Gaussmetra, ktorý sa tiež nazýva magnetometer alebo detektor EMF (elektromotorický výkon). Toto je manuálne zariadenie, ktoré vám umožní merať výkon a smer magnetického poľa. Gaussmeter je možné zakúpiť v obchode s elektronikou, je ľahko ovládateľný. Táto metóda je vhodná na preukázanie účinku magnetického poľa do žiakov stredných škôl a študentov. Ak chcete začať, postupujte takto:

Nastavte maximálnu hodnotu napätia 10 voltov, DC (trvalý prúd).
Všimnite si, že údaje na displeji prístroja, keď sa nachádza mimo magnetu. Bude to základné alebo štartovacie napätie v0.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 14

2. Dotknite sa sondy prístroja na jeden z magnetických pólov. V niektorých Gauysmetroch je táto sonda zabudovaná do integrovaného obvodu, a mali by sa dotknúť magnetického pólu.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 15

3. Zapíšte si novú hodnotu napätia V1. Toto napätie bude väčšie alebo menej ako predchádzajúca hodnota, v závislosti na tom, ktorú pól magnetu sa dotknete snímača haly. Ak sa napätie zvýšilo, znamená to, že ste priviedli sondu na severný pól magnetu. Ak sa napätie znížilo, znamená to, že ste sa dotkli južného pólu magnetu.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 16

4. Nájdite rozdiel medzi počiatočnými a následnými hodnotami napätia. Ak je senzor kalibrovaný v Millivolt, zdieľajte hodnotu o 1.000 Preložiť MilliVolt do Volta.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 17

päť. Zdieľajte výsledok na citlivosť senzora. Ak je napríklad citlivosť snímača 5 milivoltov na Gauss, by mala byť rozdelená na 5. V citlivosti 10 milivoltov na Gauss je potrebné rozdeliť výsledok o 10. Získaná hodnota bude zodpovedať indukcii (výkon) magnetického poľa v Gauss.

Obrázok s názvom Určite silu magnetov Krok 18

6. Opakované merania na rôznych vzdialenostiach z magnetu. Umiestnite senzor na rôzne vzdialenosti z magnetického pólu a zápis výsledkov.

Tipy

Pre každú z dvoch magnetických pólov sa sila magnetického poľa znižuje v pomere k štvorcovi vzdialenosti od pólu. Ak teda vzdialenosť bola polovičná, indukcia magnetického poľa sa zníži o 4 krát. Avšak odstránením zo stredu magnetu sa sila poľa znižuje v pomere k treťom stupni vzdialenosti. Ak napríklad vzdialenosť, ktorá sa má zvýšiť dvakrát, indukcia magnetického poľa sa zníži 8-krát.

Upozornenia

Ak je magnetický pokles alebo zaklopať, keď sú jeho póly zamerané na magnetické pole zeme (južný pól magnetu je zameraný na južnú, a na sever - na severnom magnetickom póle zeme) alebo kolmého na toto pole, Môže demagnetizovať. Zároveň, oceľové nechty môže byť magnetizované, ak na to zaklopujete, keď sa nachádza paralelne s magnetickým poľom Zeme.

Čo potrebuješ

Baránka
Pin
Papier alebo plastové sklo (500 mililitrov)
Svorka
Izolačná páska narezaná na malé prúžky
Gaussmeter alebo multimeter