Magnetai dažniausiai randami varikliuose, dinamose, šaldytuvuose, debeto ir kredito kortelėse, taip pat elektroninėje įrangoje, pavyzdžiui, elektrinės gitaros imtuvuose, stereofoniniuose garsiakalbiuose ir kompiuterių standžiuosiuose diskuose. Magnetai gali būti nuolatiniai, natūraliai susiformavę arba elektromagnetai. Elektromagnetas sukuria magnetinį lauką, kai elektros srovė praeina per vielos ritę, apvyniojančią geležinę šerdį. Yra keletas veiksnių, turinčių įtakos magnetinio lauko stiprumui, ir įvairūs lauko stiprumo nustatymo būdai, kurie abu aptariami šiame straipsnyje.
Žingsnis
1 metodas iš 3: veiksnių, turinčių įtakos magnetinio lauko stiprumui, nustatymas
Žingsnis 1. Apsvarstykite magneto charakteristikas
Magnetų savybės aprašomos naudojant šias charakteristikas:
- Priverstinio magnetinio lauko stiprumas, sutrumpintas kaip Hc. Šis simbolis atspindi kito magnetinio lauko demagnetizacijos (magnetinio lauko praradimo) tašką. Kuo didesnis skaičius, tuo sunkiau magnetą nuimti.
- Likusio magnetinio srauto tankis, sutrumpintas kaip Br. Tai yra didžiausias magnetinis srautas, kurį gali sukurti magnetas.
- Magnetinio srauto tankį atitinka bendras energijos tankis, sutrumpintas kaip Bmax. Kuo didesnis skaičius, tuo stipresnis magnetas.
- Likusio magnetinio srauto tankio temperatūros koeficientas, sutrumpintas kaip Tcoef Br ir išreikštas procentais pagal Celsijų, paaiškina, kaip magnetinis srautas mažėja didėjant magnetinei temperatūrai. Tcoef Br 0,1 reiškia, kad jei magneto temperatūra pakyla 100 laipsnių Celsijaus, magnetinis srautas sumažėja 10 procentų.
- Maksimali darbinė temperatūra (sutrumpintai kaip Tmax) yra aukščiausia temperatūra, kurią magnetas gali veikti neprarasdamas lauko stiprumo. Kai magneto temperatūra nukrenta žemiau Tmax, magnetas atgauna visą magnetinio lauko stiprumą. Jei magnetas šildomas virš Tmax, atvėsęs iki normalios darbinės temperatūros, jis visam laikui praranda dalį savo lauko. Tačiau, kaitinant iki Curie temperatūros (sutrumpintai kaip Tcurie), magnetas praranda savo magnetinę galią.
Žingsnis 2. Nustatykite medžiagas, skirtas nuolatiniams magnetams gaminti
Nuolatiniai magnetai paprastai gaminami iš vienos iš šių medžiagų:
- Neodimio geležies boras. Ši medžiaga turi magnetinio srauto tankį (12 800 gausų), priverstinio magnetinio lauko stiprumą (12 300 oersted) ir bendrą energijos tankį (40). Šios medžiagos žemiausia maksimali darbinė temperatūra yra atitinkamai 150 laipsnių Celsijaus ir 310 laipsnių Celsijaus, o temperatūros koeficientas yra -0,12.
- Samario kobaltas turi antrą didžiausią prievartinį lauko stiprumą, esant 9 200 įbrėžimams, tačiau magnetinio srauto tankis yra 10 500 gausų, o bendras energijos tankis - 26. Jo maksimali darbinė temperatūra yra daug aukštesnė nei neodimio geležies boro, esant 300 laipsnių Celsijaus temperatūrai. Curie temperatūra 750 laipsnių Celsijaus. Jo temperatūros koeficientas yra 0,04.
- „Alnico“yra aliuminio-nikelio-kobalto lydinys. Šios medžiagos magnetinio srauto tankis yra artimas neodimio geležies borui (12 500 gausų), tačiau prievartinis magnetinio lauko stipris yra 640, o bendras energijos tankis - tik 5,5. Šios medžiagos maksimali darbinė temperatūra yra didesnė nei samario kobalto, esant 540 laipsnių Celsijaus., Taip pat aukštesnė Curie temperatūra - 860 laipsnių Celsijaus, o temperatūros koeficientas - 0,02.
- Keraminiai ir feritiniai magnetai turi daug mažesnį srauto tankį ir bendrą energijos tankį nei kitos medžiagos, esant 3 900 gausų ir 3,5. Tačiau jų magnetinio srauto tankis yra geresnis nei alniko, kuris yra 3 200 įstrigęs. Šios medžiagos maksimali darbinė temperatūra yra tokia pati kaip ir samario kobalto, tačiau daug mažesnė Curie temperatūra -460 laipsnių Celsijaus, o temperatūros koeficientas -0. 2. Taigi, magnetai greičiau praranda savo magnetinio lauko stiprumą karštoje temperatūroje nei kitos medžiagos.
Žingsnis 3. Apskaičiuokite apsisukimų skaičių elektromagneto ritėje
Kuo daugiau apsisukimų per šerdies ilgį, tuo didesnis magnetinio lauko stiprumas. Komerciniai elektromagnetai turi reguliuojamą vienos iš aukščiau aprašytų magnetinių medžiagų šerdį ir didelę ritę aplink ją. Tačiau paprastą elektromagnetą galima pagaminti apvyniojant vielą aplink nagą ir pritvirtinant galus prie 1,5 volto baterijos.
Žingsnis 4. Patikrinkite srovės, tekančios per elektromagnetinę ritę, kiekį
Rekomenduojame naudoti multimetrą. Kuo didesnė srovė, tuo stipresnis sukuriamas magnetinis laukas.
Amperas metrui (A/m) yra dar vienas vienetas, naudojamas magnetinio lauko stiprumui matuoti. Šis vienetas rodo, kad padidinus srovę, ritinių skaičių arba abu, padidėja ir magnetinio lauko stiprumas
2 metodas iš 3: magnetinio lauko diapazono tikrinimas sąvaržėle
1 žingsnis. Padarykite juostos magneto laikiklį
Paprastą magnetinį laikiklį galite pasigaminti naudodami drabužių segtukus ir putplasčio putas. Šis metodas labiausiai tinka pradinių klasių mokiniams mokyti magnetinius laukus.
- Vieną ilgą drabužių virvės galą priklijuokite prie puodelio dugno.
- Apverskite puodelį su skalbinių virvės žnyplėmis ir padėkite ant stalo.
- Priveržkite magnetus prie skalbinių virvės žnyplių.
Žingsnis 2. Sulenkite sąvaržėlę į kabliuką
Lengviausias būdas tai padaryti yra traukti išorinį sąvaržėlės kraštą. Šis kablys pakabins daug sąvaržėlių.
Žingsnis 3. Toliau pridėkite sąvaržėlių, kad išmatuotumėte magneto stiprumą
Pritvirtinkite išlenktą sąvaržėlę prie vieno iš magneto polių. kabliuko dalis turi laisvai kabėti. Pakabinkite sąvaržėlę ant kablio. Tęskite, kol sąvaržėlės svoris nukris nuo kabliuko.
Žingsnis 4. Užrašykite sąvaržėlių skaičių, dėl kurių kablys nukrito
Kai kabliukas nukrenta po jo nešamu svoriu, atkreipkite dėmesį į kablio kabančių sąvaržėlių skaičių.
5 žingsnis. Priklijuokite maskavimo juostą prie juostos magneto
Prie juostos magneto pritvirtinkite 3 nedideles maskavimo juostos juosteles ir pakabinkite kabliukus atgal.
Žingsnis 6. Ant kablio pridėkite sąvaržėlę, kol nukris nuo magneto
Pakartokite ankstesnį sąvaržėlės metodą nuo pradinio sąvaržėlės kabliuko, kol galiausiai nukris nuo magneto.
Žingsnis 7. Užsirašykite, kiek klipų reikia kablio numetimui
Būtinai užrašykite naudojamų maskavimo juostų ir sąvaržėlių juostelių skaičių.
Žingsnis 8. Kelis kartus pakartokite ankstesnį veiksmą su daugiau maskavimo juostos
Kiekvieną kartą įrašykite sąvaržėlių skaičių, reikalingą nukristi nuo magneto. Turėtumėte pastebėti, kad kiekvieną kartą pridedant juostą kabliui numesti reikia mažiau klipo.
3 iš 3 metodas: magnetinio lauko bandymas naudojant Gaussmeterį
Žingsnis 1. Apskaičiuokite bazinę arba pradinę įtampą/įtampą
Galite naudoti gausometrą, dar žinomą kaip magnetometras arba elektromagnetinio lauko (EMF) detektorius, kuris yra nešiojamas prietaisas, matuojantis magnetinio lauko stiprumą ir kryptį. Paprastai šiuos įrenginius lengva įsigyti ir naudoti. Gausmetro metodas tinka mokyti magnetinius laukus vidurinės ir vidurinės mokyklos moksleiviams. Štai kaip ja naudotis:
- Nustatykite maksimalią 10 voltų nuolatinės srovės įtampą.
- Skaitykite įtampos ekraną, kai matuoklis yra toli nuo magneto. Tai bazinė arba pradinė įtampa, pavaizduota kaip V0.
Žingsnis 2. Palieskite matuoklio jutiklį prie vieno iš magnetinių polių
Kai kuriuose gausometruose šis jutiklis, vadinamas „Hall“jutikliu, yra skirtas integruoti elektros grandinės mikroschemą, kad galėtumėte prie jutiklio prisiliesti prie magnetinės juostos.
Žingsnis 3. Įrašykite naują įtampą
Įtampa, kurią žymi V1, padidės arba sumažės, priklausomai nuo magnetinės juostos, liečiančios Halės jutiklį. Jei įtampa pakyla, jutiklis liečia pietų ieškiklio magnetinį polių. Jei įtampa nukrenta, tai reiškia, kad jutiklis liečia šiaurinio ieškiklio magnetinį polių.
Žingsnis 4. Raskite skirtumą tarp pradinės ir naujos įtampos
Jei jutiklis sukalibruotas milivoltais, padalinkite iš 1000, kad milivoltai būtų paversti voltais.
Žingsnis 5. Padalinkite rezultatą iš jutiklio jautrumo vertės
Pavyzdžiui, jei jutiklio jautrumas yra 5 milivoltai vienam gausui, padalinkite iš 10. Gauta vertė yra magnetinio lauko stiprumas gausu.
Žingsnis 6. Pakartokite magnetinio lauko stiprumo bandymą įvairiais atstumais
Padėkite jutiklius įvairiais atstumais nuo magnetinių polių ir užrašykite rezultatus.
