Bagaimana Mengukur Kekuatan Magnet

Kandungan

• Kelakuan Magnetik
• Pengukuran Kekuatan Magnetik
• Kekuatan Magnet Neodymium
• Demagnetization, BH atau Hysteresis Curve
• Memilih Magnet dengan Kekuatan
• Bidang Magnet dan Fluks Magnetik
• Mengira Fluks Magnetik

Magnet datang dengan banyak kekuatan, dan anda boleh menggunakan gauss meter untuk menentukan kekuatan magnet. Anda boleh mengukur medan magnet dalam teslas atau fluks magnet dalam webers atau Teslas • m² ("meter persegi tesla"). The medan magnet adalah kecenderungan untuk daya magnet yang akan diinduksi pada menggerakkan zarah-zarah yang dikenakan kehadiran medan magnet ini.

Fluks magnetik adalah ukuran berapa banyak medan magnet melepasi kawasan permukaan tertentu untuk permukaan seperti cangkang silinder atau lembaran segi empat tepat. Oleh kerana kedua-dua kuantiti, medan dan fluks ini berkait rapat, keduanya digunakan sebagai calon untuk menentukan kekuatan magnet. Untuk menentukan kekuatan:

••• Syed Hussain Ather

Kekuatan magnet dalam kontra dan situasi yang berbeza dapat diukur dengan jumlah kekuatan magnet atau medan magnet yang mereka berikan. Para saintis dan jurutera mengambil kira medan magnet, kekuatan magnetik, fluks, momen magnetik dan sifat magnet magnet yang mereka gunakan dalam penyelidikan, perubatan, dan industri percubaan apabila menentukan bagaimana magnet yang kuat.

Anda boleh memikirkan gauss meter sebagai meter kekuatan magnet. Kaedah pengukuran kekuatan magnet ini boleh digunakan untuk menentukan kekuatan magnet bagi pengangkutan udara yang perlu ketat tentang membawa magnet neodymium. Ini adalah benar kerana kekuatan magnet neodymium tesla dan medan magnet yang dihasilkannya boleh mengganggu GPS pesawat. Tesla kekuatan magnet neodymium, seperti magnet lain, harus dikurangkan dengan kuadrat jarak jauh daripadanya.

Kelakuan Magnetik

Tingkah laku magnet bergantung pada bahan kimia dan atom yang menjadikannya. Komposisi ini membolehkan saintis dan jurutera mengkaji bagaimana bahan-bahan membiarkan elektron atau caj mengalir melalui mereka untuk membolehkan magnetisasi berlaku. Momen-momen magnet ini, sifat magnetik untuk memberikan medan momentum atau daya putaran pada kehadiran medan magnet, bergantung pada bahan yang membuat magnet dalam menentukan sama ada mereka diamagnetic, paramagnetic atau ferromagnetik.

Sekiranya magnet diperbuat daripada bahan-bahan yang tidak mempunyai atau sedikit elektron yang tidak berpasangan, itre diamagnetic. Bahan-bahan ini sangat lemah dan, dengan kehadiran medan magnet, mereka menghasilkan magnetisasi negatif. Sukar untuk mendorong momen-momen magnetik di dalamnya.

Paramagnetic bahan-bahan mempunyai elektron yang tidak berpasangan sehingga, dengan kehadiran medan magnet, bahan-bahan memperlihatkan penjajaran separa yang memberikannya magnetisasi positif.

Akhirnya, ferromagnetik Bahan-bahan seperti besi, nikel atau magnetit mempunyai daya tarikan yang sangat kuat seperti bahan-bahan ini membentuk magnet kekal. Atom adalah sejajar sedemikian rupa sehingga mereka menukar kekuatan dengan mudah dan membiarkan aliran semasa melalui dengan kecekapan yang tinggi. Ini dibuat untuk magnet yang kuat dengan kuasa pertukaran yang kira-kira 1000 Teslas, yang 100 juta kali lebih kuat daripada medan magnet Bumi.

Pengukuran Kekuatan Magnetik

Para saintis dan jurutera umumnya merujuk kepada sama ada tarik tenaga atau kekuatan medan magnet apabila menentukan kekuatan magnet. Tekan daya ialah berapa banyak daya yang anda perlukan untuk menarik magnet dari objek keluli atau magnet lain. Pengilang merujuk kepada kuasa ini menggunakan paun, untuk merujuk kepada berat bahawa daya ini, atau Newtons, sebagai ukuran kekuatan magnet.

Bagi magnet yang bervariasi dalam saiz atau magnetisme merentasi bahan mereka sendiri, gunakan permukaan tiang magnet untuk membuat pengukuran kekuatan magnet. Jadikan ukuran kekuatan magnet bagi bahan yang anda ingin ukur dengan baki jauh dari objek magnet lain. Juga, anda hanya perlu menggunakan meter gauss yang mengukur medan magnet kurang daripada atau sama dengan frekuensi semasa 60 Hz selanjar (AC) untuk peralatan rumah, bukan untuk magnet.

Kekuatan Magnet Neodymium

The nombor gred atau Nombor N digunakan untuk menggambarkan gaya tarik. Nombor ini hampir berkadar dengan daya tarik untuk magnet neodymium. Semakin tinggi bilangannya, semakin kuat magnet itu. Ia juga memberitahu anda kekuatan magnet neodymium tesla. Magnet N35 ialah 35 Mega Gauss atau 3500 Tesla.

Dalam tetapan praktikal, saintis dan jurutera boleh menguji dan menentukan gred magnet menggunakan produk tenaga maksimum bahan magnet dalam unit MGOes, atau megagauss-oesterds, yang bersamaan dengan 7957.75 J / m³ (joule per meter cubed). MGOes magnet memberitahu anda titik maksimum pada magnet kurva demagnetisasi, juga dikenali sebagai Kurva BH atau keluk hysteresis, satu fungsi yang menerangkan kekuatan magnet. Ini menyumbang betapa sukarnya untuk mengagnetkan magnet dan bagaimana bentuk magnet mempengaruhi kekuatan dan prestasinya.

Pengukuran magnet MGOe bergantung kepada bahan magnet. Antara magnet magnet nadir bumi, magnet neodymium umumnya mempunyai 35 hingga 52 MGOes, magnet samarium-kobalt (SmCo) mempunyai 26, magnet alnico mempunyai 5.4, magnet seramik mempunyai 3.4 dan magnet fleksibel adalah 0.6-1.2 MGOes. Walaupun magnet nadir bumi neodymium dan SmCo adalah magnet yang lebih kuat daripada seramik, magnet seramik mudah untuk menggiatkan, menahan korosi secara semulajadi dan boleh dibentuk ke dalam bentuk yang berbeza. Walaupun mereka telah dibentuk menjadi pepejal, namun, mereka mudah rosak kerana mereka rapuh.

Apabila objek menjadi magnetik disebabkan oleh medan magnet luar, atom-atom di dalamnya diselaraskan dengan cara tertentu untuk membolehkan aliran elektron bebas. Apabila medan luaran dikeluarkan, bahan menjadi magnetisasi jika penjajaran atau sebahagian daripada penjajaran atom kekal. Demagnetisasi sering melibatkan haba atau medan magnet yang bertentangan.

Demagnetization, BH atau Hysteresis Curve

Nama "kurva BH" diberi nama untuk simbol-simbol asal untuk mewakili medan medan magnet dan medan, masing-masing, B dan H. Nama "histeresis" digunakan untuk menggambarkan bagaimana keadaan magnetisasi semasa magnet bergantung pada bagaimana bidang telah berubah pada masa lalu yang membawa kepada keadaan semasa.

••• Syed Hussain Ather

Dalam gambarajah lengkung histerisis di atas, titik A dan E merujuk kepada titik tepu di kedua-dua arah ke hadapan dan ke belakang. B dan E dipanggil mata pengekalan atau remanen tepu, magnetisasi yang tinggal di medan sifar selepas medan magnet digunakan yang cukup kuat untuk menenunkan bahan magnetik untuk kedua-dua arah. Ini adalah medan magnet yang tersisa apabila kuasa memandu medan magnet luar dimatikan. Terlihat dalam beberapa bahan magnet, ketepuan adalah keadaan yang dicapai ketika peningkatan medan magnet luar H tidak dapat meningkatkan magnetisasi bahan selanjutnya, sehingga jumlah kepadatan fluks magnet B lebih atau kurang.

C dan F mewakili koercabiliti magnet, berapa banyak medan terbalik atau bertentangan yang diperlukan untuk mengembalikan magnetisasi bahan kembali ke 0 selepas medan magnet luaran telah digunakan di mana-mana arah.

Kurva dari titik D ke A mewakili kurva magnetisasi awal. A hingga F adalah lengkung ke bawah selepas tepu, dan penyembuhan dari F ke D ialah lengkung kembali yang lebih rendah. Kurva demagnetisasi memberitahu anda bagaimana bahan magnet menanggapi medan magnet luar dan titik di mana magnetnya tepu, yang bermaksud titik di mana meningkatkan medan magnet luar tidak meningkatkan lagi magnetisasi bahan.

Memilih Magnet dengan Kekuatan

Magnet yang berbeza menangani maksud yang berlainan. Nombor gred N52 adalah kekuatan tertinggi dengan pakej paling kecil pada suhu bilik. N42 juga merupakan pilihan umum yang datang pada kekuatan kos efektif, walaupun pada suhu tinggi. Pada beberapa suhu yang lebih tinggi, magnet N42 mungkin lebih kuat daripada yang N52 dengan beberapa versi khusus seperti magnet N42SH yang direka khusus untuk suhu panas.

Berhati-hatilah apabila memohon magnet di kawasan yang mempunyai jumlah haba yang tinggi. Haba adalah faktor kuat dalam demagnetizing magnet. Walau bagaimanapun, magnet Neodymium kehilangan sedikit kekuatan dari masa ke masa.

Bidang Magnet dan Fluks Magnetik

Bagi mana-mana objek magnet, saintis dan jurutera menunjukkan medan magnet kerana ia memandu dari hujung utara magnet ke hujung selatannya. Dalam konteks ini, "utara" dan "selatan" adalah ciri-ciri sewenang-wenang magnet untuk memastikan garis medan magnet membawa cara ini, bukan arah kardinal "utara" dan "selatan" yang digunakan dalam geografi dan lokasi.

Mengira Fluks Magnetik

Anda boleh membayangkan fluks magnet sebagai jaring yang menangkap jumlah air atau cecair yang mengalir melaluinya. Fluks magnet, yang mengukur berapa banyak medan magnet ini B melalui kawasan tertentu A boleh dikira dengan Φ = BAcosθ di mana θ adalah sudut antara garis serenjang dengan permukaan kawasan dan vektor medan magnet. Sudut ini membolehkan akaun fluks magnet untuk bagaimana bentuk kawasan itu boleh bersudut sehubungan dengan medan untuk menangkap sejumlah bidang yang berbeza. Ini membolehkan anda menggunakan persamaan ke permukaan geometri yang berbeza seperti silinder dan sfera.

••• Syed Hussain Ather

Untuk semasa dalam wayar lurus Saya, medan magnet di pelbagai radii r jauh dari wayar elektrik boleh dikira menggunakan Undang-undang Ampères B = μ₀I / 2πr di mana μ₀ ("mu tidak") adalah 1.25 x 10^-6 H / m (henries per meter, di mana henries mengukur induktansi) kekukuhan kebolehtelapan vakum untuk kemagnetan. Anda boleh menggunakan peraturan sebelah kanan untuk menentukan arahan garis medan magnet ini. Menurut peraturan sebelah kanan, jika anda menunjuk ibu jari kanan anda ke arah arus elektrik, garis medan magnet akan terbentuk dalam lingkaran sepusat dengan arah yang diberikan oleh arah di mana jarum jari anda curl.

Jika anda ingin menentukan berapa voltan yang dihasilkan dari perubahan medan magnet dan fluks magnet untuk wayar atau gegelung elektrik, anda juga boleh menggunakan Undang-Undang Faradays, V = -N Δ (BA) / Δt di mana N adalah bilangan lilitan dalam gegelung dawai, Δ (BA) ("delta B A") merujuk kepada perubahan dalam medan magnet dan kawasan dan Δt adalah perubahan masa di mana gerakan atau pergerakan berlaku. Ini membolehkan anda menentukan bagaimana perubahan voltan berikutan perubahan dalam persekitaran magnet suatu wayar atau objek magnet lain dengan kehadiran medan magnet.

Voltan ini adalah daya elektromotif yang boleh digunakan untuk litar kuasa dan bateri. Anda juga boleh menentukan kekuatan elektromotif yang diinduksi sebagai negatif dari kadar perubahan masa fluks magnetik bilangan lilitan dalam gegelung.