Hur man bestämmer magnetsstyrkan
Magneter finns i motorer, dynor, kylskåp, kreditkort, betalkort och elektroniska instrument som elgitarrupphängare, stereohögtalare och dators hårddiskar. De kan vara permanenta magneter av metalllegeringar eller magnetiskt magnetiserad järn eller elektromagneter. De senare realiseras tack vare magnetfältet som utvecklas av den elektricitet som passerar genom en kopparspole lindad runt en järnkärna. Det finns flera faktorer som spelar en roll i magnetfältens intensitet och olika sätt att beräkna det - båda beskrivs i den här artikeln.
steg
Metod 1
Bestäm de faktorer som påverkar magnetfältets intensitet1
Utvärdera magnetens egenskaper. Dess egenskaper beskrivs med hjälp av dessa kriterier:
- koercivitet (Hc): representerar den punkt där en magnet kan avmagnetiseras av ett annat magnetfält - ju större värde desto svårare är det att avbryta magnetiseringen.
- Återstående magnetflöde, förkortat med Br: är det maximala magnetflödet som magneten kan producera.
- Energitäthet (Bmax): det är relaterat till magnetflödet - ju större antal och ju kraftigare magneten är.
- Temperaturkoefficienten för det kvarstående magnetiska flödet (Br Tcoef): det uttrycks i procent av graderna Celsius och beskriver hur magnetflödet minskar när temperaturen på magneten ökar. En Tcoef of Br lika med 0,1 innebär att om magnetens temperatur ökar med 100 ° C minskar magnetflödet med 10%.
- Maximal driftstemperatur (Tmax): Den maximala temperaturen vid vilken en magnet arbetar utan att förlora skärmens intensitet. När temperaturen sjunker under värdet av Tmax, återställer magneten all sin fältstyrka - om den istället värms upp över Tmax, förlorar den irreversibelt en del av magnetfältstyrkan även efter kylfasen. Men om magneten kommer till Curie-punkten (Tcurie), demagnetiseras den.
2
Var uppmärksam på magnetmaterialet. Permanenta magneter består i allmänhet av:
3
Räkna antalet varv av den elektromagnetiska spolen. Ju större förhållandet mellan detta värde och kärnans längd desto större är magnetfältets intensitet. De kommersiella elektromagneterna är gjorda av kärnor av varierande längd och gjorda med ett av de beskrivna materialen hittills, kring vilka stora spolar skadas, men det är möjligt att göra en enkel elektromagnet genom att linda koppartråden runt en spik och fixera ändarna till ett 1,5 volt batteri.
4
Kontrollera att strömmen strömmar genom spolen. För denna operation behöver du en multimeter - desto intensivare den nuvarande och desto starkare magnetfält genereras.
Metod 2
Testa intensitetsintervallet för magnetfältet med häftklamrarna1
Förbered en magnethållare. Du kan göra en enkel med en klädstift och ett glas papper eller polystyren. Denna metod är lämplig för att undervisa konceptet magnetfält till barn i grundskolan.
- Fixa en av de långa ändarna av klämman vid glasets undersida med hjälp av tejp.
- Placera det inverterade glaset på bordet.
- Sätt in magneten i klippet.
2
Vik pappersklippet så att det formas som en krok. Det enklaste sättet att göra detta är att sprida ut klippets utsida - kom ihåg att du måste hänga flera häftklamrar på denna krok.
3
Lägg till fler klammer för att mäta magnets styrka. Tryck på det vikta pappersklippet med en av magnetpolerna så att krokdelen fortsätter att vara fri - fäst andra klämmor i kroken tills dess vikt drar sig bort från magneten.
4
Notera antalet häftklamrar som kan släppa kroken. När ballasten lyckas bryta magnetbandet mellan magneten och kroken, rapportera noga kvantiteten.
5
Lägg i pappersband till en magnetpol. Ordna tre små remsor och fäst kroken igen.
6
Anslut många pappersklipp tills du bryter länken igen. Upprepa föregående experiment tills du får samma resultat.
7
Skriv ner mängden pappersklipp som du måste använda den här tiden för att frigöra kroken. Försum inte bort uppgifterna om antalet tejpremsor.
8
Upprepa proceduren flera gånger genom att gradvis lägga till andra remsor av limpapper. Notera alltid antalet häftklamrar och bitar av tejp - du bör upptäcka att ökande mängden av den senare minskar antalet pappersklipp som behövs för att släppa kroken.
Metod 3
Testa intensiteten av magnetfältet med en Gaussmeter1
Beräkna original- eller referensspänningen. Du kan göra detta med en gaussmeter, även känd som en magnetometer eller magnetfältdetektor, som är en enhet som mäter magnetfältets intensitet och riktning. Det är ett allmänt tillgängligt verktyg, lätt att använda och visar sig användbart för att undervisa grunderna för elektromagnetism till mellan- och gymnasieelever. Så här använder du den:
- Ställer det maximala mätbara spänningsvärdet vid 10 volt med likström.
- Läs de data som visas på displayen och håll instrumentet borta från det magnetiska värdet som motsvarar originalet eller referensen och anges med V0.
2
Anslut en instrumentgivare till en av magnetpolerna. På vissa modeller är den här sensorn, Hall, byggd i en integrerad krets, så du kan faktiskt sätta den i kontakt med magnetpolen.
3
Skriv ner det nya spänningsvärdet. Dessa data kallas V1 och kan vara mindre än eller större än V0, baserat på vilken magnetpol som testas. Om spänningen ökar, rör sensorn vid magnetens södra pol, minskar du magnetens nordpol.
4
Hitta skillnaden mellan original och nästa spänning. Om sensorn är kalibrerad i millivolts, dela numret med 1000 för att omvandla det till volt.
5
Dela resultatet genom instrumentets känslighet. Om sensorn exempelvis har en känslighet på 5 millivolts per gauss, ska du dela upp det tal du har fått för 5- Om känsligheten är 10 millivolts per gauss, fortsätt till en division med 10. Slutvärdet är intensiteten av magnetfältet uttryckt i gauss.
6
Upprepa testet på olika avstånd från magneten. Ordna sensorn på fördefinierade avstånd från magnetpolen och registrera resultaten.
tips
- Styrkan hos magnetfältet är omvänd proportionellt mot kvadraten av avståndet från magnetpolen. Om avståndet fördubblas minskar kraften fyra gånger - börjar istället från mitten av magneten, fältstyrkan minskar med distans kuben. Till exempel, om avståndet fördubblas, sjunker kraften åtta gånger.
varningar
- Du kan demagnetisera en magnet genom att slå den eller låta den falla medan polerna är orienterade mittemot jordens magnetiska (magnetens nordpol) eller i vinkelrätt riktning. En stålnål kan å andra sidan magnetiseras när den träffas medan den ligger i linje med jordens magnetiska poler.
Saker du behöver
- Magnetisk bar
- Kläder för dukar
- Glas papper eller polystyren (ungefär en halv liter)
- Staples
- Papperstejp skärs i små remsor
- Gaussmeter eller multimeter
Dela på sociala nätverk:
Relaterade
- Hur man beräknar hundens ålder
- Så här beräknar du minsta och maximala poäng med en grafisk räknare
- Hur man beräknar intensiteten hos en vektor
- Hur man bygger en elektromagnet
- Hur man lägger till ett kreditkort på PayPal
- Hur man bygger en enkel elektrisk generator
- Så här applicerar du magnetisk emalj
- Hur man bygger en metalldetektor
- Hur man bygger en motor
- Hur man bygger en enkel elektrisk motor
- Hur man skapar egna magneter
- Hur man skapar en motor med ett batteri, en metalltråd och en magnet
- Hur man bygger en magnet
- Hur man enkelt bygger en dynamo
- Hur man gör en kompass
- Hur man skiljer det sanna guldet från den falska
- Så här bestämmer du magneternas polaritet
- Hur man bestämmer utsläpp av en magnetotermisk brytare
- Hur man magnetiserar stålet
- Hur man magnetiserar en skruvmejsel
- Hur man magnetiserar metall