Kako odrediti magnete

Magneti se koriste svuda u motorima, dinamo mašinama, hladnjacima, kreditnim i debitnim karticama, različitih elektroničkih uređaja, na primjer, u prevozu na električne gitare, stereo zvučnike, tvrdi diskovi računara. Magneti mogu biti konstantni i sastoje se od prirodnih magnetnih materijala (željeza ili legura) ili su elektromagneti. U elektromagnetima se magnetsko polje kreira prelazeći električno polje kroz žičanu zavojnicu, optužujući se oko željezne jezgre. Postoji nekoliko faktora koji utječu na snagu magnetnog polja, a ova sila se može mijenjati na nekoliko načina. Ovi faktori i metode opisani su u ovom članku.

Korake

Metoda 1 od 3:

Odredite faktore koji utječu na snagu magnetnog polja

jedan. Razmotrite karakteristike magneta. Svojstva magneta opisana su sljedećim parametrima:

Prisilna snaga magnetnog polja označena je kao HC. Ovo je vrijednost vanjskog magnetskog polja u kojoj magnet može biti maženje. Što je veća ova vrijednost, teže je da je umanjivanje ovog magneta.
Preostala magnetska indukcija označena je kao br. Ovo je maksimalna sila (indukcija) magnetnog polja, što može stvoriti magnet u odsustvu vanjskog magnetnog polja.
Maksimalna gustoća magnetske tokove povezana je s indukcijom magnetskog polja, koja se označava kao BMax. Što je veća ova vrijednost, to je moćniji ovaj magnet.
Koeficijent temperature preostalog magnetske indukcije, koji se označava kao TCOEF BR i mjeri se u frakcijama stupnjeva Celzijusa, opisuje koliko se indukcija magnetnog polja opada kada se temperatura podignu. Na primjer, ako je TCOEF BR jednak 0,1, to znači da sa povećanjem temperature magneta od 100 stepeni Celzijusa, indukcija magnetnog polja smanjuje se za 10 posto.
Maksimalna radna temperatura (označena kao TMAX) je najviša temperatura na kojoj materijal u potpunosti zadržava magnetna svojstva. Na temperaturama ispod tmax-a, magnet zadržava svoju snagu. Ako se materijal zagrijava iznad TMAX temperature, nakon hlađenja, snagu će se smanjiti. Međutim, ako se materijal zagrijava iznad njegove temperature Curie, što je označeno kao tcurie, potpuno će demagnetizirati.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 2

2. Razmislite koji je materijal trajni magnet. Stalni magneti obično čine sljedeće materijale:

Legura Neodymium, Iron i Boron. Ovaj materijal ima najveću magnetnu indukciju (12.800 Gaussians), prisilna snaga magnetskog polja (12.300 Erdeova) i maksimalna gustoća magnetske tokove (40). Karakterizirana je i najniža maksimalna radna temperatura i temperatura kriite (150 i 310 stepeni Celzijusa), odnosno njen temperaturni koeficijent je -0.12.

Samarijska legura sa Cobaltom svrstava se Drugom najvećom prisilnom snagom magnetnog polja, što je 9.200 Ersteov. Stvara magnetsku indukciju silom 10.500 Gausova i maksimalno gustoća magnetske tokove 26. Njegova maksimalna radna temperatura mnogo je veća od legure neodimije, željeza i bora, a iznosi 300 stepeni Celzijusa, a temperatura Curie 750 stepeni Celzijusa. Koeficijent temperature ove slave je 0,04.

Alnico je aluminijum, nikl i kobaltni legura. Njegova indukcija magnetskog polja (12.500 Gaussica) su u blizini iste karakteristike neodimijumske legure, željezo i boronu, ali ima mnogo niže prisilno magnetno polje (640 Erdedov) i, samim tim, niža maksimalna gustoća magnetske tokove (5.5). U usporedbi s legurom Samarije i kobalta, ovaj materijal ima veću maksimalnu radnu temperaturu (540 stepeni Celzijusa) i temperaturu Curie (860 stepeni Celzijusa). Njen temperaturni koeficijent je 0,02.

Magneti od keramike i ferita imaju mnogo manju vrijednost indukcije magnetskog polja i maksimalnu gustoću magnetskog toka, oni čine 3.900 Gaussians i 3.5. Međutim, njihova prisilna snaga magnetnog polja mnogo je veća od Alnicoa, a je 3.200 Ersteov. Njihova maksimalna radna temperatura slična je leguru samarijom sa kobaltom, dok je temperatura Curie značajno niža (460 stepeni Celzijusa). Temperaturni koeficijent ovih materijala je -0,2, odnosno s povećanjem temperature, čvrstoća njihovog magnetnog polja smanjuje mnogo brže od ostalih materijala.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta Korak 3

3. Izračunajte broj okretaja elektromagnetske zavojnice. Što više okreta padaju na jedinicu duljinu zavojnice, što je veća snaga magnetnog polja. Standardne elektromagnete opremljene su prilično masivom jezgrama iz jednog od gore opisanih materijala, oko koje se nalaze veliki zavoji. Međutim, jednostavan elektromagnet je jednostavan za sebe: Dovoljno je zauzeti nokat, vjetrajte ga žicom i povežite svoje krajeve na bateriju napon od 1,5 volti.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 4

4. Provjerite trenutnu snagu koja prolazi kroz namotavanje elektromagneta. Koristite za ovaj multimetar. Što je veća struja, jača je stvara magnetsko polje.

Druga jedinica mjerenja snage magnetnog polja u metričkom sustavu je okretanje amper. Ova vrijednost određuje koliko se snaga magnetskog polja povećava uz povećanje trenutnog i / ili broja okretaja.

Metoda 2 od 3:

Ocijenite magnetno polje uz pomoć isječaka

jedan. Napravite držač za trajni magnet u obliku bara. Da biste to učinili, možete koristiti ogrtač i papir ili plastično staklo. Ova metoda je dobro prilagođena za demonstriranje radnji magnetskog polja školarcima juniorske klase.

Uz pomoć viskija, pričvrstite jedan od dugih krajeva kaputa na dnu stakla.
Stavite čašu sa pokrivačem pričvršćenim na njega naopako.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta Korak 6

2. Uzmi isječak tako da se pokaže kukom. Da biste to učinili, jednostavno možete saviti vanjski rub isječaka. Na ovoj kuci obustavljate ostale papirne kopče.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 7

3. Za mjerenje snage magnetskog polja, dodajte ostale isječke. Pričvrstite zakrivljene kopče za kukičare na jedan od magnetnih stupova. U ovom slučaju, kukilište bi trebalo da se oslobodi. Dodirnite kuku ostale isječke. Nastavite sa dodavanjem isječaka dok je pod njihovom težinom, kuka se neće odvojiti od magneta i svi isječci za papir pasti na stol.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 8

4. Označite broj isječaka na kojima se kuka izbila od magneta. Nakon što dodate dovoljno isječaka, a gornji isječak će se odvojiti od magneta, pažljivo izračunati broj isječaka na kojima se dogodilo i zapiši.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 9

pet. Nabavite izolacijsku vrpcu na donjim stupom magneta. Pričvrstite tri male trake izolacijske trake na magnet magneta i ponovo se družite sa savijenim kukicom.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 10

6. Dodajte isječke u kuku dok ponovo ne uspije iz magneta. Ponovite prethodni postupak i objesite na udicu kopče, tako da su na kraju ponovo provalili od magneta i pali na stol.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 11

7. Zapišite koliko su isječaka ovog puta potrebne. Pored broja isječaka, napišite broj traka izolacijske trake, za koju ste zaglavili na stupu magneta.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 12

osam. Ponovite prethodni korak nekoliko puta sa svim bOPo broju izolacijskih traka vrpce. Svaki put kada preispitate broj isječaka na kojima su polomljeni iz magneta, a broj izolacijskih traka trake. Kako će broj traka za odvajanje od magneta potrebno manje klina.

Metoda 3 od 3:

Izmjerite magnetsko polje Gaussammetar

jedan. Odrediti osnovni ili početni napon. To se može učiniti pomoću Gaussammetra, koji se naziva i magnetometar ili detektor EMF-a (elektromotivna sila). Ovo je ručni uređaj koji vam omogućuje mjerenje snage i smjera magnetnog polja. Gaussemeter se može kupiti u trgovini elektronikom, lako je koristiti. Ova metoda je pogodna za demonstriranje akcije magnetskog polja školarcima srednjih škola i studenata. Za početak, uradite sljedeće:

Postavite maksimalnu vrijednost napona od 10 volti, DC (stalna struja).
Zapazite na očitanja na ekranu instrumenta kada se nalazi dalje od magneta. Bit će osnovni ili pokretanje napona v0.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 14

2. Dodirnite sondu instrumenta na jedan od magnetnih stupova. U nekim gassemerima ova sonda, takozvani senzor sala, ugrađen je u integrirani krug i oni bi trebali dodirnuti magnetni stup.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 15

3. Zapišite novu vrijednost napona V1. Ovaj napon bit će veći ili manji od prethodne vrijednosti, ovisno o tome koji će stup magneta dodirnuti senzor sala. Ako se napon povećao, to znači da ste donijeli sondu na sjevernu polu magneta. Ako se napon smanjio, to znači da ste dodirnuli južni stup magneta.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 16

4. Pronađite razliku između početnih i naknadnih vrijednosti napona. Ako se senzor kalibriran u Millivoltu, podijelite vrijednost za 1.000 za prevođenje Milivolta u Volta.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta korak 17

pet. Podijelite rezultat osjetljivosti senzora. Na primjer, ako je osjetljivost senzora 5 milivolta na Gaussu, treba podijeliti u 5. U osjetljivosti 10 milijulta na Gaussu potrebno je podijeliti rezultat za 10. Dobivena vrijednost će odgovarati indukcijskoj (moći) magnetnog polja u Gaussu.

Slika pod nazivom Odredite snagu magneta Korak 18

6. Ponovite mjerenja na različitim udaljenostima od magneta. Postavite senzor na različite udaljenosti sa magnetnog pola i zapišite rezultate.

Savjeti

Za svaki od dva magnetna stupova, magnetska terenska sila smanjuje se proporcionalno kvadratu udaljenosti od pola. Dakle, ako je udaljenost prepolovljena, indukcija magnetnog polja smanjit će se za 4 puta. Međutim, uklanjanjem sa sredine magneta, sila terena smanjuje se proporcionalno trećem stepenu udaljenosti. Na primjer, ako se udaljenost dva puta poveća, indukcija magnetnog polja smanjit će se 8 puta.

Upozorenja

Ako se magnet padne ili kucaju kada su njegovi stubovi usmjereni na magnetno polje zemlje (južni stup magneta usmjeren je na južni, a sjeverni - sjeverni magnetni pol zemlje) ili okomit na ovo polje, može demagnetizirati. Istovremeno, čelični nokat može se magnetizirati ako ga pokucate kada se nalazi paralelno s magnetnim poljem zemlje.

Sta ti treba

Bar
Pin
Papir ili plastična stakla (500 mililitara)
Isječak
Izolacijska traka izrezana u male trake
Gaussemetar ili multimetar