Magnete word algemeen aangetref in motors, dinamo's, yskaste, debiet- en kredietkaarte, sowel as elektroniese toerusting soos elektriese kitaarbakkies, stereoluidsprekers en rekenaarhardeskywe. Magnete kan permanent, natuurlik gevorm of elektromagnet wees. 'N Elektromagneet skep 'n magnetiese veld wanneer 'n elektriese stroom deur 'n draadspoel loop wat om 'n ysterkern draai. Daar is verskeie faktore wat die sterkte van 'n magnetiese veld beïnvloed en verskillende maniere om die sterkte van die veld te bepaal, en albei word in hierdie artikel bespreek.
Stap
Metode 1 van 3: Bepaling van faktore wat magnetiese veldsterkte beïnvloed
Stap 1. Beskou die eienskappe van die magneet
Die eienskappe van magnete word beskryf met behulp van die volgende eienskappe:
- Die sterkte van die dwingende magnetiese veld, afgekort as Hc. Hierdie simbool weerspieël die punt van demagnetisering (verlies van magnetiese veld) deur 'n ander magnetiese veld. Hoe hoër die getal, hoe moeiliker is die magneet om dit te verwyder.
- Residuele magnetiese vloeddigtheid, afgekort as Br. Dit is die maksimum magnetiese vloed wat 'n magneet kan produseer.
- Ooreenstemmend met die magnetiese vloeddigtheid is die algehele energiedigtheid, afgekort as Bmax. Hoe hoër die getal, hoe sterker is die magneet.
- Die temperatuurkoëffisiënt van residuele magnetiese vloeddigtheid, afgekort as Tcoef Br en uitgedruk as 'n persentasie grade Celsius, verduidelik hoe die magnetiese vloed afneem namate die magnetiese temperatuur toeneem. 'N Tcoef Br van 0.1 beteken dat as die temperatuur van die magneet met 100 grade Celsius styg, die magnetiese vloed met 10 persent afneem.
- Die maksimum bedryfstemperatuur (afgekort as Tmax) is die hoogste temperatuur wat 'n magneet kan bedryf sonder om sy veldsterkte te verloor. Sodra die temperatuur van die magneet onder Tmax daal, herstel die magneet sy volle magnetiese veldsterkte. As dit verder as Tmax verhit word, verloor die magneet 'n deel van sy veld permanent sodra dit tot normale bedryfstemperatuur afgekoel is. As dit egter verhit word tot Curie -temperatuur (afgekort as Tcurie), verloor die magneet sy magnetiese krag.
Stap 2. Identifiseer die materiaal vir die vervaardiging van permanente magnete
Permanente magnete bestaan gewoonlik uit een van die volgende materiale:
- Neodymium yster boor. Hierdie materiaal het 'n magnetiese vloeddigtheid (12 800 gauss), 'n dwingende magnetiese veldsterkte (12 300 oersted) en 'n algehele energiedigtheid (40). Hierdie materiaal het die laagste maksimum bedryfstemperatuur van onderskeidelik 150 grade Celsius en 310 grade Celsius en 'n temperatuurkoëffisiënt van -0,12.
- Samarium kobalt het die tweede hoogste dwangveldsterkte, met 9 200 oersted, maar 'n magnetiese vloeddigtheid van 10 500 gauss en 'n algehele energiedigtheid van 26. Die maksimum bedryfstemperatuur daarvan is baie hoër as die van neodymium ysterboor by 300 grade Celsius vanweë die Curie temperatuur van 750 grade Celsius. Die temperatuurkoëffisiënt is 0,04.
- Alnico is 'n aluminium-nikkel-kobaltlegering. Hierdie materiaal het 'n magnetiese vloeddigtheid naby neodymium ysterboor (12 500 gauss), maar 'n dwingende magneetveldsterkte van 640 oersted en 'n totale energiedigtheid van slegs 5,5. Hierdie materiaal het 'n hoër maksimum bedryfstemperatuur as samariumkobalt, by 540 grade Celsius., Sowel as 'n hoër Curie -temperatuur van 860 grade Celsius, en 'n temperatuurkoëffisiënt van 0,02.
- Keramiek- en ferrietmagnete het 'n baie laer vloeddigtheid en algehele energiedigtheid as ander materiale, met 'n 3,900 gauss en 3,5, maar hul magnetiese vloeddigthede is egter beter as alnico, wat 3,200 oersted is. Hierdie materiaal het dieselfde maksimum bedryfstemperatuur as samariumkobalt, maar 'n baie laer Curie -temperatuur van 460 grade Celsius en 'n temperatuurkoëffisiënt van -0 2. Magnete verloor dus hul magnetiese veldsterkte vinniger by warm temperature as ander materiale.
Stap 3. Tel die aantal draaie in die spoel van die elektromagneet
Hoe meer draaie per kernlengte, hoe groter is die sterkte van die magnetiese veld. Kommersiële elektromagnete het 'n verstelbare kern van een van die magnetiese materiale hierbo beskryf en 'n groot spoel om dit. 'N Eenvoudige elektromagneet kan egter gemaak word deur 'n draad om 'n spyker te draai en die punte aan 'n 1,5 volt battery vas te maak.
Stap 4. Kontroleer die hoeveelheid stroom wat deur die elektromagnetiese spoel vloei
Ons beveel aan dat u 'n multimeter gebruik. Hoe groter die stroom, hoe sterker word die magnetiese veld geproduseer.
Amper per meter (A/m) is 'n ander eenheid wat gebruik word om die sterkte van 'n magnetiese veld te meet. Hierdie eenheid dui aan dat as die stroom, die aantal spoele of albei verhoog word, die sterkte van die magnetiese veld ook toeneem
Metode 2 van 3: Toets die omvang van die magnetiese veld met 'n skuifspeld
Stap 1. Maak 'n houer vir die staafmagneet
U kan 'n eenvoudige magnetiese houer maak met wasknypers en 'n piepschuimbeker. Hierdie metode is die geskikste vir die onderrig van magnetiese velde aan laerskoolleerlinge.
- Plak een lang punt van 'n waslyn aan die onderkant van die beker vas.
- Keer die beker om met die wasgoedtang daarop en plaas dit op die tafel.
- Klem die magnete vas aan die wasdraadtang.
Stap 2. Buig die skuifspeld in 'n haak
Die maklikste manier om dit te doen is om aan die buitekant van die skuifspeld te trek. Hierdie haak sal baie skuifspelde hang.
Stap 3. Gaan voort met die byvoeging van skuifspelde om die sterkte van die magneet te meet
Heg 'n gebuigde skuifspeld aan een van die pole van die magneet. haakdeel moet vrylik hang. Hang die papierklem aan die haak. Gaan voort totdat die gewig van die skuifspeld die haak val.
Stap 4. Teken die aantal skuifspelde aan wat die haak laat val het
Let op die aantal skuifspelde wat op die haak hang as die haak onder die gewig val.
Stap 5. Plak die maskeerband aan die staafmagneet vas
Heg 3 klein stroke maskeerband aan die staafmagneet en hang die hake terug.
Stap 6. Voeg 'n skuifspeld op die haak totdat dit van die magneet val
Herhaal die vorige paperclip -metode vanaf die aanvanklike paperclip -haak totdat dit uiteindelik van die magneet val.
Stap 7. Skryf neer hoeveel snitte dit nodig het om die haak te laat val
Maak seker dat u die aantal stroke maskeerband en skuifspeldjies wat gebruik word, aanteken.
Stap 8. Herhaal die vorige stap 'n paar keer met meer maskeerband
Teken elke keer die aantal skuifspelde aan wat nodig is om van die magneet af te val. U moet daarop let dat elke keer dat die band bygevoeg word, minder knip nodig is om die haak te laat val.
Metode 3 van 3: Toets van 'n magnetiese veld met 'n Gaussmeter
Stap 1. Bereken die basis- of aanvanklike spanning/spanning
U kan 'n gaussmeter gebruik, ook bekend as 'n magnetometer of 'n elektromagnetiese veld (EMF) detektor, 'n draagbare toestel wat die sterkte en rigting van 'n magnetiese veld meet. Hierdie toestelle is gewoonlik maklik om te koop en te gebruik. Die gaussmeter -metode is geskik vir die onderrig van magnetiese velde aan middel- en hoërskoolleerlinge. Hier is hoe om dit te gebruik:
- Stel die maksimum spanning van 10 volt DC (gelykstroom) in.
- Lees die spanningsweergawe met die meter weg van die magneet. Dit is die basis- of aanvanklike spanning, voorgestel as V0.
Stap 2. Raak die metersensor aan een van die magnetiese pole
In sommige meters word hierdie sensor, 'n Hall -sensor genoem, gemaak om 'n elektriese stroombaanskyf te integreer sodat u 'n magnetiese staaf aan die sensor kan raak.
Stap 3. Teken die nuwe spanning aan
Die spanning wat deur V1 verteenwoordig word, sal toeneem of afneem, afhangende van die magnetiese balk wat die Hall -sensor raak. As die spanning styg, raak die sensor die magnetiese pool van die suidelike finder. As die spanning daal, beteken dit dat die sensor die magnetiese pool van die noordelike finder raak.
Stap 4. Vind die verskil tussen die aanvanklike en nuwe spanning
As die sensor in millivolte gekalibreer is, deel dit met 1,000 om millivolts in volt om te skakel.
Stap 5. Verdeel die resultaat deur die sensor sensitiwiteitswaarde
As die sensor byvoorbeeld 'n sensitiwiteit van 5 millivolts per gauss het, deel dit met 10. Die waarde wat verkry word, is die sterkte van die magnetiese veld in gauss.
Stap 6. Herhaal die magnetiese veldsterkte toets op verskillende afstande
Plaas die sensors op verskillende afstande van die magnetiese pole en teken die resultate op.
