Cum se determină rezistența magneților

Magneții se găsesc frecvent în motoare, dinamuri, frigidere, cărți de credit și de debit și echipamente electronice, cum ar fi pick-up-uri de chitară electrică, difuzoare stereo și hard disk-uri de calculator. Ele pot fi fie magneți permanenți, din forme magnetice naturale de fier sau aliaje, fie electromagneți. Electromagneții creează un câmp magnetic atunci când un curent electric trece printr-o bobină de sârmă înfășurată în jurul unui miez de fier. Există mai mulți factori care afectează rezistența câmpurilor magnetice și mai multe moduri de a determina puterea acestor câmpuri. Ambele sunt descrise în articolul de mai jos.

pași

Metoda 1
Determinați factorii care afectează rezistența câmpului magnetic

Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 1
1
Luați în considerare caracteristicile unui magnet. Proprietățile magnetice sunt descrise folosind aceste caracteristici:
  • Forța coercitivă a câmpului magnetic, abreviată ca Hc. Acesta reprezintă punctul în care magnetul poate fi demagnetizat de un alt câmp magnetic. Cu cât este mai mare acest număr, cu atât este mai dificil să demagneți magnetul.
  • Densitatea de flux rămasă, abreviată ca Br. Acesta este fluxul magnetic maxim pe care magnetul îl poate produce.
  • Densitatea generală a energiei, abreviată ca Bmax, este legată de densitatea fluxului magnetic. Cu cât este mai mare acest număr, magnetul va fi mai puternic.
  • Coeficientul de temperatură de densitate de flux rezidual, Br Tcoef abreviat și exprimată ca procent de grade Celsius, descrie modul în care fluxul magnetic scade pe măsură ce temperatura crește magnet. Un Tcoef de Br de 0,1 înseamnă că, dacă temperatura magnetului crește cu 100 ° C (180 ° F), fluxul său magnetic scade cu 10%.
  • Temperatura maximă de funcționare (prescurtată ca Tmax) este cea mai ridicată temperatură la care poate funcționa magnetul, fără a pierde din puterea câmpului său. Odată ce temperatura scade sub Tmax, magnetul își recapătă puterea completă a câmpului. Dacă magnetul se încălzește deasupra lui Tmax, va pierde definitiv o parte din puterea câmpului său după ce se răcește până la temperatura normală de funcționare. Cu toate acestea, dacă magnetul se încălzește până la temperatura lui Curie, abreviat ca Tcurie, acesta va demagnetiza.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 2
    2
    Luați notă de materialul din care este fabricat un magnet permanent. Magneții permanenți sunt de obicei fabricați dintr-unul din următoarele materiale:
  • Neodim, fier și bor. Acest material are cele mai mari nivele de densitate a fluxului magnetic (12.800 gauss), forța coercitivă a câmpului magnetic (12.300 oersted) și densitatea generală a energiei (40). Are cea mai scăzută temperatură de funcționare și temperatura Curie (150 ° C sau 302 ° F și 310 ° C, respectiv 590 ° F) și un coeficient de temperatură de -0,12.
  • Cobalt samariu are următoarea forță coercitivă mai mare, 9200 câmp magnetic Oersted, dar are o densitate de flux magnetic de gauss 10,500 și o densitate energetică globală 26. temperatura sa maximă de funcționare este mult mai mare decât cea a magneți de neodim, magneziu și fier la 300 ° C (572 ° F), precum și temperatura lui Curie de 750 ° C (1,382 ° F). Coeficientul său de temperatură este de 0,04.
  • Alnico este un aliaj de aluminiu, nichel și cobalt. Are o densitate a fluxului magnetic în apropierea magneții de neodim, fier și bor (12.500 gauss), dar o forță coercitivă câmp magnetic mult mai mic (640 Oersted) și, prin urmare, o densitate totală de energie de numai 5, 5. Are o temperatură mai mare de funcționare maximă decât samariu-cobalt la 540 ° C (1.004 ° F) și o temperatură mai mare Curie de 860 ° C (1580 ° F) și un coeficient de temperatură de la 0, 02.
  • Magneții ceramici și feriti au o densitate de flux mult mai mică și o densitate totală a energiei decât cele ale celorlalte materiale, respectiv 3900 gauss și 3,5. Cu toate acestea, densitatea fluxului magnetic este mult mai bună decât cea a alnico-ului, la 3200 oersted. Temperatura maximă de funcționare este aceeași ca și pentru samariu-cobalt, dar temperatura lui Curie este mult mai mică, la 460 ° C (860 ° F), iar coeficientul de temperatură este -0,2. Prin urmare, acești magneți își pierd rezistența câmpului mai rapid în căldură decât magneții realizați din oricare dintre celelalte materiale.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 3
    3
    Numără numărul de viraje din bobina unui electromagnet. Cu cât sunt mai multe rotații pe lungime, cu atât mai puternic va fi câmpul magnetic. Electromagneții comerciali au miezuri considerabile ale unuia dintre materialele magnetice descrise mai sus și bobine mari în jurul lor. Cu toate acestea, un electromagnet simplu poate fi realizat prin înfășurarea unei bobine de sârmă în jurul unei cleme și atașarea capetelor acesteia la o baterie de 1,5 volți.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 4
    4
    Verificați cantitatea de curent care trece prin bobina electromagnetului. Utilizați un multimetru pentru al face. Cu cât curentul este mai rapid, cu atât este mai puternic câmpul magnetic.
  • Ampera-turn pe metru este o altă unitate metrică pentru a măsura puterea unui câmp magnetic. Aceasta reprezintă modul în care crește câmpul magnetic dacă crește curentul, numărul de viraje sau ambele.
  • Metoda 2
    Testați gama unui câmp magnetic cu cleme de hârtie

    Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 5
    1
    Faceți un container pentru un magnet de bar. Puteți crea un container simplu pentru un magnet folosind un clothespin și o hârtie sau o ceașcă din polistiren. Această metodă ar fi potrivită pentru a preda elevilor elementari despre câmpurile magnetice.
    • Legați unul dintre capetele lungi ale unui clothespin la baza paharului.
    • Plasați geamul cu clema lipită cu susul în jos pe masă.
    • Introduceți magnetul în clemă.
  • Imaginea intitulată Determinarea rezistenței magneților Pasul 6
    2
    Rabatați un clip pentru a face un cârlig. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să trageți capătul exterior al clemei de hârtie. Trebuie să aveți posibilitatea de a închide mai multe cleme de hârtie din cârlig.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 7
    3
    Adăugați mai multe cleme de hârtie pentru a măsura puterea magnetului. Cu colierul de hârtie îndoit, atingeți magnetul de pe unul dintre poli. Partea cârligului trebuie să stea liberă. Așezați mai multe cleme de hârtie din cârlig. Continuați să faceți acest lucru până când greutatea clemelor de hârtie va cauza căderea cârligului.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 8
    4
    Luați notă de numărul de cleme de hârtie care au cauzat căderea cârligului. Când ați adăugat un număr suficient de cleme pentru hârtie și cârligul cade din magnet, notați cu atenție numărul exact de cleme de hârtie care au cauzat acest lucru.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 9
    5
    Adăugați banda de mascare la polul magnetului. Puneți trei benzi mici de bandă de mascare peste polul magnetului și atârnați din nou cârligul.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 10
    6


    Adăugați cleme de hârtie în cârlig până când cade magnetul. Repetați metoda anterioară de suspendare a cârligelor de hârtie de pe cârligul inițial până când în cele din urmă cade din magnet.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 11
    7
    Înregistrați câte clipsuri de hârtie au fost necesare pentru a face ca cârligul să cadă de această dată. Aveți grijă să notați atât numărul benzilor de bandă de mascare, cât și numărul de cleme de hârtie folosite.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 12
    8
    Repetați pașii de mai sus de mai multe ori cu mai multe benzi de bandă de mascare. De fiecare dată, luați notă de numărul de cleme de hârtie necesare pentru a coborî cârligul de pe magnet. Trebuie să rețineți că, pe măsură ce ați adăugat benzi de bandă de mascare, au fost necesare mai puține și mai puține cleme de hârtie pentru a face ca cârligul să cadă.
  • Metoda 3
    Verificați rezistența câmpului magnetic cu un magnetometru

    Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 13
    1
    Calculați punctul de referință sau tensiunea inițială. Acest lucru se poate face folosind un magnetometru sau un detector CEM (câmp electromagnetic), care este un dispozitiv portabil care măsoară forța și direcția rezistenței unui câmp magnetic. Este ușor accesibil și este ușor de utilizat. Metoda magnetometrului este potrivită pentru predarea elevilor elementari și liceeni despre câmpurile magnetice. Acesta este modul în care puteți începe să utilizați unul:
    • Setați tensiunea maximă la 10 V DC.
    • Citiți tensiunea cu ajutorul contorului de la un magnet. Acesta este punctul de referință sau tensiunea inițială reprezentată ca V0.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 14
    2
    Atingeți unul dintre stâlpii magnetului cu senzorul contorului. În unele magnetometre, acest senzor, numit senzor Hall, este integrat într-un cip integrat, astfel încât să puteți atinge de fapt polul magnetului cu senzorul.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 15
    3
    Înregistrează noua tensiune, reprezentată ca V1. Tensiunea se va ridica sau va cădea în funcție de polul magnetului care atinge senzorul Hall. Dacă tensiunea crește, senzorul atinge polul sudic al magnetului. Dacă tensiunea scade, senzorul atinge polul nord al magnetului.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 16
    4
    Găsiți diferența dintre tensiunea inițială și cea nouă. Dacă senzorul este calibrat în milivolți, împărțiți-l cu 1000 pentru a converti milivolți la volți.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 17
    5
    Împărțiți rezultatul între valoarea sensibilității senzorului. De exemplu, în cazul în care senzorul are o sensibilitate de 5 milivoltilor pe gauss, se împarte la 5. Dacă aveți o sensibilitate de 10 milivolți pe gauss, se împarte la 10. Valoarea veți obține este intensitatea câmpului electromagnetic în magnet gauss.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 18
    6
    Repetați procedura pentru a testa rezistența câmpului la diferite distanțe față de magnet. Plasați senzorul într-o serie de distanțe definite de polul magnetului și înregistrați rezultatele.
  • sfaturi

    • De la fiecare pol, forța câmpului magnetic scade cu ajutorul pătratului distanței dintre polul magnetic. Prin urmare, dacă distanța se dublează, forța scade cu un factor de 4. Totuși, din centrul magnetului, forța câmpului magnetic scade cu cubul distanței. De exemplu, dacă distanța se dublează, intensitatea câmpului magnetic scade cu un factor de 8.

    avertismente

    • Scăparea sau lovind un magnet cu poli ai săi, fie aliniate în opoziție față de polii magnetici ai Pământului (polul nord îndreptat spre sud și polul sud îndreptat spre nord), sau la un unghi drept față de polii magnetici ai Pământului pot desimantarlo . Cu toate acestea, un știft de oțel poate fi magnetizate atunci când a lovit în timp ce acesta este aliniat cu polii magnetici ai Pământului.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Bar magnet
    • Clip pentru haine
    • Sticlă de hârtie sau polistiren (jumătate de litru sau de la 12 la 16 uncii)
    • Diverse cleme de hârtie
    • Masă de mascare tăiată în benzi mici
    • Magnetometru sau multimetru
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit
    Cum să-ți faci propriile boxeCum să-ți faci propriile boxe
    Cum se face un detector de metaleCum se face un detector de metale
    Cum se face un simplu generator electricCum se face un simplu generator electric
    Cum se construiește un motor electric simpluCum se construiește un motor electric simplu
    Cum sa faci ornamente magnetice cu lumini LEDCum sa faci ornamente magnetice cu lumini LED
    Cum se fac fotografii magnetice de familieCum se fac fotografii magnetice de familie
    Cum se face o turbină eolianăCum se face o turbină eoliană
    Cum să hipnotizezi pe cineva cu tehnica mâinilor magneticeCum să hipnotizezi pe cineva cu tehnica mâinilor magnetice
    Cum se aplică un lac de unghii magneticeCum se aplică un lac de unghii magnetice
    Cum se fac cutii de condimente magneticeCum se fac cutii de condimente magnetice
    » » Cum se determină rezistența magneților

    © 2011—2020 ertare.com