A mágneseket általában motorokban, dinamókban, hűtőszekrényekben, betéti és hitelkártyákban, valamint elektronikus berendezésekben, például elektromos gitárfelvevőkben, sztereó hangszórókban és számítógépes merevlemezekben találják. A mágnesek lehetnek állandóak, természetesen képződtek vagy elektromágnesek. Az elektromágnes mágneses mezőt hoz létre, amikor egy elektromos áram áthalad a vasmagot körülvevő huzaltekercsen. Számos tényező befolyásolja a mágneses mező erősségét és a mező erősségének meghatározásának különböző módjait, és mindkettőt tárgyaljuk ebben a cikkben.
Lépés
1. módszer a 3 -ból: A mágneses térerőt befolyásoló tényezők meghatározása
1. lépés. Tekintsük a mágnes jellemzőit
A mágnesek tulajdonságait a következő jellemzők segítségével írjuk le:
- A kényszerítő mágneses mező erőssége, rövidítve Hc. Ez a szimbólum egy másik mágneses mező általi demagnetizáció (mágneses mező elvesztése) pontját tükrözi. Minél nagyobb ez a szám, annál nehezebb eltávolítani a mágnest.
- Maradék mágneses fluxussűrűség, rövidítve Br. Ez a maximális mágneses fluxus, amelyet a mágnes képes előállítani.
- A mágneses fluxussűrűségnek megfelelő a teljes energiasűrűség, rövidítve: Bmax. Minél magasabb a szám, annál erősebb a mágnes.
- A maradék mágneses fluxus sűrűségének hőmérsékleti együtthatója, rövidítve Tcoef Br és Celsius fok százalékában kifejezve, magyarázza, hogyan csökken a mágneses fluxus a mágneses hőmérséklet növekedésével. A 0,1 Tcoef Br azt jelenti, hogy ha a mágnes hőmérséklete 100 Celsius fokkal nő, akkor a mágneses fluxus 10 százalékkal csökken.
- A maximális üzemi hőmérséklet (rövidítve Tmax) a legmagasabb hőmérséklet, amelyet a mágnes képes működni anélkül, hogy elveszítené térerősségét. Amint a mágnes hőmérséklete a Tmax alá esik, a mágnes visszanyeri teljes mágneses térerősségét. Ha a Tmax fölé hevítik, a mágnes véglegesen elveszíti mezőjének egy részét, miután normál üzemi hőmérsékletre hűlt. Ha azonban Curie -hőmérsékletre hevítik (rövidítve: Tcurie), a mágnes elveszíti mágneses erejét.
2. lépés. Határozza meg az állandó mágnesek előállításához szükséges anyagokat
Az állandó mágneseket általában az alábbi anyagok egyikéből készítik:
- Neodímium vas -bór. Ennek az anyagnak mágneses fluxussűrűsége (12 800 gauss), kényszerítő mágneses térerőssége (12 300 oersted) és teljes energiasűrűsége (40). Ennek az anyagnak a legalacsonyabb maximális üzemi hőmérséklete 150 Celsius fok és 310 Celsius fok, és a hőmérsékleti együtthatója -0,12.
- A szamárium -kobalt a második legnagyobb kényszerítő térerősséggel rendelkezik, 9200 foltos, de mágneses fluxussűrűsége 10 500 gauss és teljes energia -sűrűsége 26. Maximális üzemi hőmérséklete sokkal magasabb, mint a neodímium vasbóré 300 Celsius fokon. Curie hőmérséklete 750 Celsius fok. Hőmérsékleti együtthatója 0,04.
- Az Alnico alumínium-nikkel-kobalt ötvözet. Ennek az anyagnak a mágneses fluxussűrűsége közel van a neodímium vas -bórhoz (12 500 gauss), de a kényszerítő mágneses térerősség 640, a teljes energiasűrűsége pedig csak 5,5. Ennek az anyagnak a maximális üzemi hőmérséklete magasabb, mint a szamárium -kobalté, 540 fok Celsius., Valamint magasabb Curie -hőmérséklet 860 Celsius fok, és a hőmérsékleti együttható 0,02.
- A kerámia- és ferritmágnesek fluxussűrűsége és összenergia -sűrűsége sokkal alacsonyabb, mint más anyagoké, 3900 gauss és 3.5. Mágneses fluxussűrűségük azonban jobb, mint az alnico, amely 3200 oersted. Ennek az anyagnak a maximális üzemi hőmérséklete ugyanaz, mint a szamárium -kobaltnak, de sokkal alacsonyabb Curie -hőmérséklete, 460 Celsius fok, és a hőmérsékleti együtthatója -0 2. Így a mágnesek gyorsabban veszítik el mágneses térerősségüket forró hőmérsékleten, mint más anyagok.
3. lépés Számolja meg az elektromágnes tekercsében lévő fordulatok számát
Minél több fordulat van a mag hosszán, annál nagyobb a mágneses mező erőssége. A kereskedelmi célú elektromágnesek állítható maggal rendelkeznek a fent leírt mágneses anyagok egyikéből, és körülötte nagy tekercs található. Egy egyszerű elektromágnes azonban elkészíthető úgy, hogy a vezetéket egy köröm köré tekerjük, és a végeit egy 1,5 voltos akkumulátorhoz rögzítjük.
4. lépés: Ellenőrizze az elektromágneses tekercsen átáramló áram mennyiségét
Javasoljuk, hogy multimétert használjon. Minél nagyobb az áram, annál erősebb a mágneses mező.
Az amper per méter (A/m) egy másik egység, amelyet a mágneses mező erősségének mérésére használnak. Ez az egység azt jelzi, hogy ha az áram, a tekercsek száma vagy mindkettő megnő, a mágneses mező erőssége is nő
2. módszer a 3 -ból: A mágneses mező hatótávolságának tesztelése gemkapoccsal
1. lépés Készítsen tartót a rúdmágneshez
Egy egyszerű mágneses tartót készíthet ruhaszegek és hungarocell pohár segítségével. Ez a módszer a legalkalmasabb mágneses mezők tanítására általános iskolásoknak.
- Ragasszon egy szárítókötél egyik hosszú végét a pohár aljára.
- Fordítsa meg a csészét, rajta a ruhaszárító fogóval, és tegye az asztalra.
- Rögzítse a mágnest a ruhaszárító fogóhoz.
2. lépés Hajtsa a gemkapcsot horogba
Ennek legegyszerűbb módja a gemkapocs külső szélének meghúzása. Ez a horog sok gemkapcsot akaszt.
3. lépés: Folytassa a gemkapcsok hozzáadását a mágnes erősségének méréséhez
Csatlakoztasson hajlított gemkapcsot a mágnes egyik pólusához. a horog rész szabadon lógjon. Akassza fel a gemkapcsot a horogra. Folytassa, amíg a gemkapocs súlya le nem ejti a horgot.
4. lépés Jegyezze fel a gemkapcsok számát, amelyek miatt a horog leesett
Ha a horog a súlya alá esik, jegyezze fel a horgon függesztett gemkapcsok számát.
5. lépés: Ragassza a maszkolószalagot a rúdmágneshez
Rögzítsen 3 kis csíkot maszkolószalagot a rúdmágneshez, és akassza vissza a kampókat.
6. lépés. Add hozzá a gemkapcsot a horoghoz, amíg le nem esik a mágnesről
Ismételje meg az előző gemkapcsoló módszert a kezdeti gemkapocs kampójától, amíg végül le nem esik a mágnesről.
7. lépés. Írja le, hány klip szükséges a horog ejtéséhez
Ügyeljen arra, hogy rögzítse a használt maszkolószalagok és gemkapcsok számát.
8. lépés Ismételje meg többször az előző lépést több maszkolószalaggal
Minden alkalommal jegyezze fel a mágnesről való leeséshez szükséges gemkapcsok számát. Észre kell vennie, hogy minden alkalommal, amikor a szalagot hozzáadják, kevesebb csíptetésre van szükség a horog ejtéséhez.
3. módszer 3 -ból: Mágneses mező vizsgálata Gaussmeterrel
1. lépés. Számítsa ki az alap- vagy kezdeti feszültséget/feszültséget
Használhat gaussmérőt, más néven magnetométert vagy elektromágneses mező (EMF) érzékelőt, amely hordozható eszköz, amely méri a mágneses mező erősségét és irányát. Ezeket az eszközöket általában könnyű megvásárolni és használni. A gaussmeter módszer alkalmas mágneses mezők tanítására közép- és középiskolásoknak. Használata a következő:
- Állítsa be a maximális 10 voltos egyenfeszültséget (egyenáram).
- Olvassa le a feszültségkijelzést a mérővel távol a mágnestől. Ez az alap vagy kezdeti feszültség, V0 -ként.
2. lépés: Érintse meg a mérőérzékelőt az egyik mágneses pólushoz
Egyes gaussmérőkben ez az érzékelő, amelyet Hall -érzékelőnek hívnak, úgy van kialakítva, hogy integrálja az elektromos áramköri chipet, hogy mágneses rudat érintsen az érzékelőhöz.
3. lépés. Jegyezze fel az új feszültséget
A V1 által jelzett feszültség a Hall -érzékelőt érintő mágneses sávotól függően növekszik vagy csökken. Ha a feszültség emelkedik, az érzékelő hozzáér a déli kereső mágneses pólusához. Ha a feszültség leesik, az azt jelenti, hogy az érzékelő hozzáér az északi kereső mágneses pólusához.
4. lépés Keresse meg a különbséget a kezdeti és az új feszültség között
Ha az érzékelőt millivoltban kalibrálják, akkor ossza el 1000 -gyel, hogy a millivoltokat feszültségre konvertálja.
5. lépés. Oszd meg az eredményt az érzékelő érzékenységi értékével
Például, ha az érzékelő érzékenysége gaussonként 5 millivolt, ossza el 10 -gyel. A kapott érték a mágneses mező erőssége gaussban.
6. lépés: Ismételje meg a mágneses térerősség vizsgálatát különböző távolságokon
Helyezze az érzékelőket különböző távolságokra a mágneses pólusoktól, és rögzítse az eredményeket.
