Hoe magneten te bepalen

Magneten worden overal in motoren, dynamo-machines, koelkasten, krediet- en bankpassen, verschillende elektronische apparaten gebruikt, bijvoorbeeld in de pick-ups op elektrische gitaren, stereoluidsprekers, harde schijven van computers. Magneten kunnen constant zijn en bestaan uit natuurlijke magnetische materialen (ijzer of legeringen), of zijn elektromagneten. In de elektromagneten wordt het magnetische veld gecreëerd door het elektrische veld door de draadspoel te passeren, beschuldigen rond de ijzeren kern. Er zijn verschillende factoren die van invloed zijn op de kracht van het magnetische veld, en deze kracht kan op verschillende manieren worden gewijzigd. Deze factoren en methoden worden beschreven in dit artikel.

Stappen

Methode 1 van 3:

Bepaal de factoren die van invloed zijn op de kracht van het magnetische veld

een. Overweeg de kenmerken van de magneet. Magneet-eigenschappen worden beschreven door de volgende parameters:

De dwingende kracht van het magnetische veld wordt aangegeven als HC. Dit is de waarde van een extern magnetisch veld waarin de magneet kan worden ontmanning. Hoe hoger deze waarde, hoe moeilijker het is om deze magneet te onthouden.
Resterende magnetische inductie wordt aangegeven als BR. Dit is de maximale kracht (inductie) van het magnetische veld, dat een magneet kan maken in de afwezigheid van een extern magnetisch veld.
De maximale magnetische fluxdichtheid is geassocieerd met de magnetische veldinductie, die is aangeduid als Bmax. Hoe hoger deze waarde, hoe krachtiger deze magneet.
De temperatuurcoëfficiënt van resterende magnetische inductie, die wordt aangeduid als TOSEF BR en wordt gemeten in fracties van graden Celsius, beschrijft hoeveel de inductie van het magnetische veld afneemt wanneer de temperatuur wordt verhoogd. Als TOSEFR bijvoorbeeld gelijk is aan 0,1, betekent dit dat met het verhogen van de temperatuur van de magneet van 100 graden Celsius, de inductie van het magnetische veld met 10 procent afneemt.
De maximale bedrijfstemperatuur (aangewezen als TMAX) is de hoogste temperatuur waarbij het materiaal zijn magnetische eigenschappen volledig behoudt. Bij temperaturen onder TMax behoudt de magneet zijn kracht. Als het materiaal wordt verwarmd boven de TMAX-temperatuur, neemt na het afkoelen van zijn kracht af. Als het materiaal echter boven zijn Curie-temperatuur wordt verwarmd, die is aangegeven als TCURIE, zal het volledig demagnetiseren.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 2

2. Overweeg welk materiaal een permanente magneet is. Permanente magneten maken meestal de volgende materialen:

Legering neodymium, ijzer en boor. Dit materiaal heeft de hoogste magnetische inductie (12.800 Gaussians), de dwingende kracht van het magnetische veld (12.300 ESTEDOV) en maximale magnetische fluxdichtheid (40). Het wordt ook gekenmerkt door de laagste maximale bedrijfstemperatuur en de Curie-temperatuur (respectievelijk 150 en 310 graden Celsius), de temperatuurcoëfficiënt is -0.12.

Samaria`s legering met kobalt rangen op een na grootste dwingende kracht van het magnetische veld, dat is 9.200 Ertedov. Het creëert magnetische inductie met geweld 10.500 Gaussians en maximale magnetische fluxdichtheid 26. De maximale werktemperatuur is veel hoger dan die van legering neodymium, ijzer en boor, en is 300 graden Celsius, en de temperatuur van Curie is 750 graden Celsius. De temperatuurcoëfficiënt van deze glorie is 0,04.

Alnico is een aluminium, nikkel en kobaltlegering. De inductie van het magnetische veld (12.500 Gaussians) liggen dicht bij hetzelfde kenmerk van de neodymiumlegering, ijzer en boor, maar het heeft een veel lager dwingend magnetisch veld (640 Ertedov) en daarom een lagere maximale magnetische fluxdichtheid (5.5). In vergelijking met de legering van Samaria en Cobalt heeft dit materiaal een hogere maximale bedrijfstemperatuur (540 graden Celsius) en de temperatuur van Curie (860 graden Celsius). De temperatuurcoëfficiënt is 0,02.

Magneten van keramiek en ferriet hebben een veel kleinere waarde van de inductie van het magnetische veld en de maximale dichtheid van de magnetische flux, ze vormen respectievelijk 3.900 Gaussians en 3.5. Hun dwingende kracht van het magnetische veld is echter veel hoger dan Alnico, en is 3.200 Ertedov. Hun maximale bedrijfstemperatuur is vergelijkbaar met de Samarium-legering met kobalt, terwijl de temperatuur van Curie aanzienlijk lager is (460 graden Celsius). De temperatuurcoëfficiënt van deze materialen is -0.2, dat wil zeggen, met toenemende temperatuur, de sterkte van hun magnetische veld vermindert veel sneller dan andere materialen.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 3

3. Bereken het aantal beurten van de elektromagnetische spoel. Hoe meer beurten vallen op de lengte van de eenheid van de spoel, hoe hoger de kracht van het magnetische veld. Standaard elektromagneten zijn uitgerust met een nogal enorme kern uit een van de hierboven beschreven materialen, waar Rondom grote bochten zich bevinden. Een eenvoudige elektromagneet is echter eenvoudig om zichzelf te maken: het is genoeg om een spijker te nemen, het met draad te winden en zijn uiteinden aan te sluiten op de batterij met een spanning van 1,5 volt.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 4

4. Controleer de huidige kracht die door de wikkeling van de elektromagneet doorgaat. Gebruik voor deze multimeter. Hoe hoger de stroom, hoe sterker het wordt gemaakt door het magnetische veld.

Een andere eenheid meting van de kracht van het magnetische veld in het metrische systeem is de ampère-draai. Deze waarde bepaalt hoeveel de kracht van het magnetische veld toeneemt met de toename van het huidige en / of het aantal beurten.

Methode 2 van 3:

Beoordeel het magnetische veld met behulp van een clips

een. Maak een houder voor een permanente magneet in de vorm van een bar. Om dit te doen, kunt u de wasknijper en papier of plastic glas gebruiken. Deze methode is goed geschikt voor het aantonen van de acties van het magnetische veld voor schoolkinderen van juniorclasses.

Met de hulp van een Scotch, bevestig een van de lange uiteinden van de wasknijpers aan de onderkant van het glas.
Zet een glas met een wasknijper aan hem ondersteboven.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 6

2. Neem de clip zodat de haak bleek. Om dit te doen, kunt u eenvoudig de buitenrand van de clips buigen. Op deze haak schort je andere paperclips op.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 7

3. Voeg andere clips toe om de kracht van het magnetische veld te meten. Bevestig gebogen haakpapierclips aan een van de magneet-polen. In dit geval zou de gehaakte plaats los moeten hangen. Raak de haak andere clips aan. Ga door met het toevoegen van clips terwijl onder hun gewicht de haak niet van de magneet wegbreekt en alle paperclips vallen op de tafel.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 8

4. Markeer het aantal clips waarbij de haak uit de magneet brak. Nadat u voldoende clips hebt toegevoegd en de bovenste clip van de magneet wegbreekt, berekent u zorgvuldig het aantal clips waarop deze is gebeurd en het opneemt.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 9

vijf. Krijg isolerende tape op de onderste pool van de magneet. Bevestig drie kleine stroken isolerende tape aan de magneet van de magneet en hang opnieuw om gebogen haak.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 10

6. Voeg clips toe aan de haak totdat het opnieuw faalt van de magneet. Herhaal de vorige procedure en hang aan de haak van de clips, zodat ze uiteindelijk weer uit de magneet braken en op de tafel vielen.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 11

7. Noteer hoeveel clips deze keer nodig hebben. In aanvulling op het aantal clips, noteer het aantal stroken van de isolerende tape, die u op de pool van de magneet zit.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 12

acht. Herhaal de vorige stap meerdere keren met alle bODoor het aantal isolerende lintstroken. Telkens wanneer u het aantal clips voorstelt waarop ze van de magneet zijn gebroken, en het aantal isolerende tape-strips. Naarmate het aantal stroken voor scheiding van de magneet minder klinkt.

Methode 3 van 3:

Meet het magnetische veld Gaussmeter

een. Bepaal de basis- of startspanning. Dit kan worden gedaan met behulp van een Gaussmeter, die ook wordt genoemd, de magnetometer of de EMF-detector (elektromotorische kracht). Dit is een handmatig apparaat waarmee u de stroom en de richting van het magnetische veld kunt meten. Gaussmeter kan worden gekocht bij de elektronicawinkel, het is gemakkelijk te gebruiken. Deze methode is geschikt voor het aantonen van de actie van het magnetische veld aan schoolkinderen van middelbare scholen en studenten. Om te beginnen, doe het volgende:

Stel de maximale spanningswaarde van 10 volt, DC (permanente stroom) in.
Let op de metingen op het display van het instrument wanneer het zich van de magneet bevindt. Het zal basic zijn, of startspanning v0.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 14

2. Raak het instrumentprobe aan op een van de magneetpalen. In sommige GaussMeters is deze sonde, de zogenaamde zaalsensor, ingebouwd in het geïntegreerde schakeling, en ze moeten de magneetpool aanraken.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 15

3. Noteer de nieuwe spanningswaarde v1. Deze spanning zal groter of minder zijn dan de vorige waarde, afhankelijk van de pool van de magneet, u de zaalsensor aanraakt. Als de spanning is toegenomen, betekent dit dat u de sonde naar de Noordpool van de Magneet hebt gebracht. Als de spanning afnam, betekent dit dat u de zuidelijke pool van de magneet raakte.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 16

4. Zoek het verschil tussen de initiële en volgende spanningswaarden. Als de sensor is gekalibreerd in millivolt, deel een waarde met 1.000 om Millivolt naar Volta te vertalen.

Titel afbeelding Bepaal de kracht van magneten Stap 17

vijf. Deel het resultaat op sensorgevoeligheid. Als de gevoeligheid van de sensor bijvoorbeeld 5 millivolts op GAUSS is, moet worden onderverdeeld in 5. In de gevoeligheid van 10 millivolts op GAUS`s is het noodzakelijk om het resultaat met 10 te verdelen. De verkregen waarde komt overeen met de inductie (vermogen) van het magnetische veld in GAUSS.

Titel afbeelding Bepaal de sterkte van magneten Stap 18

6. Herhaal metingen op verschillende afstanden van de magneet. Plaats de sensor op verschillende afstanden van de magnetische paal en noteer de resultaten.

Tips

Voor elk van de twee magneetpalen neemt de magnetische veldmacht af in verhouding tot het vierkant van de afstand van de paal. Dus, als de afstand is gehalveerd, zal de inductie van het magnetische veld 4 keer afnemen. Door echter uit het midden van de magneet te verwijderen, neemt de kracht van het veld af in verhouding tot de derde graad van afstand. Als de afstand bijvoorbeeld twee keer toeneemt, zal de inductie van het magnetische veld 8 keer afnemen.

Waarschuwingen

Als de magneet daalt of klopt wanneer zijn polen zijn gericht tegen het magnetische veld van de aarde (de zuidelijke pool van de magneet is gericht op het zuidelijke en het noorden - naar de noordelijke magnetische pool van de aarde) of loodrecht op dit gebied, het kan demagnetiseren. Tegelijkertijd kan de stalen nagel worden gemagnetiseerd als je erop klopt als het zich parallel bevindt aan het magnetische veld van de aarde.