Mıknatısların Gücü Nasıl Ölçülür?

İçerik

• Manyetik davranış
• Manyetik Dayanım Ölçümü
• Neodim Mıknatısların Gücü
• Demagnetization, BH veya Histeresis Eğrisi
• Mukavemet ile Mıknatıs Seçme
• Manyetik Alan ve Manyetik Akı
• Manyetik Akı Hesaplama

Mıknatıslar birçok güçlü yönden gelir ve bir Gauss Metre Bir mıknatısın gücünü belirlemek için. Manyetik alanı teslaslarda veya manyetik akıyı ağlarda veya Teslas'ta ölçebilirsiniz.² ("tesla metrekare"). manyetik alan bu manyetik alanların varlığında hareketli yüklü parçacıklara manyetik bir kuvvetin indüklenmesi eğilimidir.

Manyetik akı bir manyetik alanın ne kadarının silindirik bir kabuk veya dikdörtgen bir tabaka gibi bir yüzey için belirli bir yüzey alanından geçtiğinin bir ölçüsüdür. Bu iki miktar, alan ve akı ile yakından ilişkili olduğu için, her ikisi de bir mıknatısın gücünü belirlemek için aday olarak kullanılır. Gücü belirlemek için:

••• Syed Hussain Ather

Farklı eksiler ve durumlarda mıknatısların gücü, çıkardıkları manyetik kuvvet veya manyetik alan miktarı ile ölçülebilir. Bilim adamları ve mühendisler manyetik alan, manyetik kuvvet, akı, manyetik moment ve mıknatısların deneysel araştırmalarda, tıpta ve endüstride kullandıkları mıknatısların manyetik doğasını ve mıknatısların ne kadar güçlü olduğunu belirlerken bile dikkate alırlar.

Düşünebilirsin Gauss Metre manyetik bir güç ölçer olarak. Bu manyetik mukavemet ölçüm metodu, neodim mıknatısların taşınması konusunda katı olması gereken hava taşımacılığının manyetik kuvvetini belirlemek için kullanılabilir. Bu doğrudur çünkü neodimyum mıknatıs gücü tesla ve ürettiği manyetik alan uçağın GPS'ine müdahale edebilir. Neodim manyetik kuvveti tesla, diğer mıknatıslarınki gibi, ondan uzaklığın karesi kadar düşmelidir.

Manyetik davranış

Mıknatısların davranışı, onları oluşturan kimyasal ve atomik malzemeye bağlıdır. Bu kompozisyonlar bilim insanlarının ve mühendislerin, malzemelerin mıknatıslanmanın gerçekleşmesini sağlamak için elektronların veya yüklerin içinden geçmelerine ne kadar iyi izin verdiklerini incelemelerini sağlar. Bu manyetik momentler, alana bir manyetik alanın varlığında bir momentum veya dönme kuvveti veren manyetik özellik, büyük ölçüde mıknatısları diamagnetic, paramanyetik veya ferromanyetik olup olmadıklarını belirlemede belirleyen malzemeye bağlıdır.

Eğer mıknatıslar, eşleştirilmemiş elektronları olmayan veya hiç olmayan malzemelerden yapılmışsa, diyamanyetik. Bu malzemeler çok zayıftır ve manyetik bir alanın varlığında negatif mıknatıslanmalara neden olurlar. İçlerinde manyetik momentler yaratmak zor.

Paramanyetik Malzemelerin eşleştirilmemiş elektronları vardır, böylece manyetik bir alanın varlığında malzemeler pozitif bir mıknatıslanma sağlayan kısmi hizalamalar sergilerler.

En sonunda, ferromanyetik demir, nikel veya manyetit gibi malzemeler, bu malzemelerin kalıcı mıknatıslar oluşturması için çok güçlü cazibe merkezlerine sahiptir. Atomlar, kuvvetleri kolayca değiştirebilecek ve akımın büyük bir verimlilikle akmasına izin verecek şekilde hizalanır. Bunlar, Dünya'nın manyetik alanından 100 milyon kat daha güçlü olan ve 1000 Teslas olan değişim kuvvetlerine sahip güçlü mıknatıslar yaratır.

Manyetik Dayanım Ölçümü

Bilim adamları ve mühendisler genellikle çekme gücü veya mıknatısların gücünü belirlerken manyetik alanın kuvveti. Çekme kuvveti, bir mıknatısı çelik bir nesneden veya başka bir mıknatıstan çekerken ne kadar kuvvet uygulamanız gerektiğidir. Üreticiler bu kuvveti, bu kuvveti ifade eden ağırlığı ya da Newton'u manyetik kuvvet ölçümü olarak ifade etmek için pound kullanarak ifade eder.

Kendi malzemelerinde boyuta veya manyetizmaya göre değişen mıknatıslar için, manyetik bir mukavemet ölçümü yapmak için mıknatıslar kutup yüzeyini kullanın. Diğer manyetik nesnelerden uzak kalarak ölçmek istediğiniz malzemelerin manyetik güç ölçümlerini yapın. Ayrıca, manyetik alanları, mıknatıslar için değil, ev aletleri için 60 Hz alternatif akım (AC) frekanslarından daha düşük veya ona eşit ölçen gauss ölçerler kullanmalısınız.

Neodim Mıknatısların Gücü

not numarası veya N numarası Çekme kuvvetini tanımlamak için kullanılır. Bu sayı, neodim mıknatıslar için çekme kuvveti ile yaklaşık orantılıdır. Sayı ne kadar yüksek olursa, mıknatıs da o kadar güçlü olur. Aynı zamanda size neodimyum mıknatıs kuvveti tesla söyler. Bir N35 mıknatısı 35 Mega Gauss veya 3500 Tesla'dır.

Pratik ortamlarda, bilim adamları ve mühendisler manyetik malzemenin maksimum enerji ürününü kullanarak mıknatıs derecesini test edebilir ve belirleyebilirler. MGO'lar veya megagauss-oesterds, yaklaşık 7957.75 J / m'ye eşdeğerdir.³ (metre küp başına joule küpü). Bir mıknatısın MGO'ları size mıknatıslardaki maksimum noktayı söyler manyetik giderme eğrisi, Ayrıca şöyle bilinir BH eğrisi veya histerezis eğrisiMıknatısın gücünü açıklayan bir fonksiyon. Mıknatısı manyetikleştirmenin ne kadar zor olduğunu ve mıknatısların şeklinin gücünü ve performansını nasıl etkilediğini açıklar.

Bir MGOe mıknatıs ölçümü, manyetik malzemeye bağlıdır. Nadir toprak mıknatısları arasında neodim mıknatıslar genel olarak 35 ila 52 MGO, samaryum-kobalt (SmCo) mıknatıslar 26, alnico mıknatıslar 5.4, seramik mıknatıslar 3.4 ve esnek mıknatıslar 0.6-1.2 MGO'dur. Neodim ve SmCo'nun nadir toprak mıknatısları seramiklerden daha güçlü mıknatıslar olsa da, seramik mıknatısların mıknatıslanması kolaydır, doğal olarak korozyona dayanır ve farklı şekillerde kalıplanabilir. Katılar halinde kalıplandıktan sonra, kolay kırılırlar çünkü kırılgandırlar.

Bir nesne harici bir manyetik alan nedeniyle mıknatıslanırsa, içindeki atomlar elektronların serbestçe akması için belirli bir şekilde hizalanır. Dış alan kaldırıldığında, atomların hizalanması veya bir kısmı kalırsa malzeme mıknatıslanır. Demanyetizasyon genellikle ısı ya da karşıt bir manyetik alanı içerir.

Demagnetization, BH veya Histeresis Eğrisi

"BH eğrisi" adı, sırasıyla B ve H, alan ve manyetik alan kuvvetini temsil eden orijinal semboller olarak adlandırılmıştır. "Histeresiz" adı, bir mıknatısın mevcut mıknatıslanma durumunun alanın nasıl değiştiğine bağlı olduğunu açıklamak için kullanılır. Geçmişte mevcut durumuna giden yol.

••• Syed Hussain Ather

Yukarıdaki bir histerezis eğrisinin diyagramında, A ve E noktaları, sırasıyla hem ileri hem de geri yönlerinde doyma noktalarına işaret eder. B ve e denilen tutma noktaları veya doygunluk miktarları, manyetik alan uygulandıktan sonra sıfır alanda kalan mıknatıslanma, manyetik malzemeyi her iki yöne doygun hale getirmek için yeterince güçlüdür. Bu, dış manyetik alanın itici gücü kapatıldığında kalan manyetik alandır. Bazı manyetik malzemelerden görüldüğünde, doygunluk, uygulanan dış manyetik alan H'deki bir artışın malzemenin mıknatıslanmasını daha fazla artıramayacağı, böylece toplam manyetik akı yoğunluğu B'nin az veya çok azaldığı durumlarda ulaşılan durumdur.

C ve F, mıknatısın zorunluluğunu temsil eder, dış manyetik alanın her iki yönde uygulanmasından sonra malzemenin mıknatıslanmasını 0'a geri döndürmek için ters veya karşıt alanın ne kadarının gerekli olduğunu gösterir.

D'den A'ya kadar olan eğri ilk mıknatıslanma eğrisini temsil eder. A ila F, doygunluktan sonraki aşağı eğridir ve F ila D arasındaki sertleşme alt dönüş eğrisidir. Manyetik giderme eğrisi, manyetik malzemenin dış manyetik alanlara ve mıknatısın doyma noktasına nasıl tepki verdiğini gösterir, yani dış manyetik alanın arttırılmasının malzeme mıknatıslanmasını artırmadığı anlamına gelir.

Mukavemet ile Mıknatıs Seçme

Farklı mıknatıslar farklı amaçlara yöneliktir. N52 sınıf numarası, oda sıcaklığında mümkün olan en küçük ambalaj ile mümkün olan en yüksek güçtür. N42, yüksek sıcaklıklarda bile düşük maliyetli bir güçle gelen yaygın bir seçimdir. Bazı yüksek sıcaklıklarda, N42 mıknatısları, özellikle sıcak sıcaklıklar için tasarlanmış N42SH mıknatıslar gibi bazı özel sürümleri olan N52 olanlardan daha güçlü olabilir.

Ancak mıknatısları yüksek ısı alanlarına uygularken dikkatli olun. Mıknatısların manyetiklerini giderme konusunda ısı güçlü bir faktördür. Bununla birlikte, neodim mıknatısları genellikle zaman içinde çok az güç kaybederler.

Manyetik Alan ve Manyetik Akı

Herhangi bir manyetik nesne için, bilim adamları ve mühendisler manyetik alanı, bir mıknatısın kuzey ucundan güney ucuna doğru ilerlerken gösterirler. Bu bağlamda, "kuzey" ve "güney", manyetik alan çizgilerinin coğrafyada ve yerde kullanılan "kuzey" ve "güney" kardinal yönlerini değil, bu şekilde devam etmelerini sağlamak için isteğe bağlı karakteristiklerdir.

Manyetik Akı Hesaplama

Manyetik akıyı, içinden akan miktarda su veya sıvı alan bir ağ olarak hayal edebilirsiniz. Bu manyetik alanın ne kadarını ölçen manyetik akı B belirli bir bölgeden geçer bir ile hesaplanabilir Φ = BAcosθ içinde θ alan yüzeyine dik olan çizgi ile manyetik alan vektörü arasındaki açıdır. Bu açı, manyetik akının, alanın şeklinin, alanın farklı miktarlarını yakalamak için alana göre nasıl açılı olabileceğini açıklamasını sağlar. Bu, denklemi silindirler ve küreler gibi farklı geometrik yüzeylere uygulamanızı sağlar.

••• Syed Hussain Ather

Düz kablodaki akım için ben, çeşitli yarıçaplarda manyetik alan r elektrik telinden uzak kullanılarak hesaplanabilir Amper Kanunu B = μ₀1 / 2πr içinde μ₀ ("kendime geldim") 1,25 x 10^-6 H / m (metre başına henries, içinde henry endüktansı ölçer) manyetizma için vakum geçirgenliği sabiti. Bu manyetik alan çizgilerinin aldığı yönü belirlemek için sağ kuralı kullanabilirsiniz. Sağ el kuralına göre, sağ parmağınızı elektrik akımı yönünde doğrultursanız, manyetik alan çizgileri, eşmerkezli daireler halinde, parmaklarınızın kıvrıldığı yöne verilen yön ile oluşacaktır.

Elektrik telleri veya bobinleri için manyetik alandaki ve manyetik akıdaki değişikliklerden ne kadar voltaj geldiğini belirlemek istiyorsanız, Faradays Yasası, V = -N Δ (BA) / Δt içinde N- tel bobinindeki sarım sayısı, Δ (BA) ("delta B A"), manyetik alanın ve bir alanın ürünündeki değişikliği ifade eder ve At hareket veya hareketin gerçekleştiği zamandaki değişimdir. Bu, voltajdaki değişikliklerin bir telin veya diğer manyetik nesnenin manyetik alanındaki bir manyetik alanın varlığındaki değişikliklerden nasıl kaynaklandığını belirlemenizi sağlar.

Bu voltaj, devrelere ve bataryalara güç vermek için kullanılabilecek elektromotor bir kuvvettir. Ayrıca indüklenen elektromotor kuvveti, manyetik akının değişim hızının, bobin içerisindeki dönüş sayısının çarpımının negatifi olarak tanımlayabilirsiniz.