gtemata.com

Cum se determină rezistența magneților

Magneții sunt prezenți în motoare, dinamuri, frigidere, carduri de credit, carduri de debit și instrumente electronice, cum ar fi pickup-uri de chitară electrică, difuzoare stereo și hard disk-uri de calculator. Ele pot fi magneți permanenți din aliaje metalice sau fier magnetic magnetizat sau electromagneți. Acestea din urmă sunt realizate datorită câmpului magnetic dezvoltat de electricitatea care trece printr-o bobină de cupru înfășurată în jurul unui miez de fier. Există mai mulți factori care joacă un rol în intensitatea câmpurilor magnetice și diferite moduri de calcul al acestora - ambele sunt descrise în acest articol.

paşi

Metoda 1

Determinați factorii care influențează intensitatea câmpului magnetic
Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 1
1
Evaluați caracteristicile magnetului. Proprietățile sale sunt descrise folosind următoarele criterii:
  • coercitivitate (Hc): reprezintă punctul în care un magnet poate fi demagnetiza de un alt câmp magnetic este valoarea mai mare și mai dificil este de a anula magnetizare.
  • Fluxul magnetic rezidual, abreviat cu Br: este fluxul magnetic maxim pe care magnetul îl poate produce.
  • Densitatea energiei (Bmax): este legată de fluxul magnetic - cu cât este mai mare numărul și cu atât mai puternic este magnetul.
  • Coeficient de temperatură al fluxului magnetic rezidual (Br Tcoef): este exprimat ca un procent din grade Celsius și descrie modul în care fluxul magnetic scade odată cu creșterea temperaturii magnetului. Un Tcoef de Br egal cu 0,1 înseamnă că, dacă temperatura magnetului crește cu 100 ° C, fluxul magnetic scade cu 10%.
  • Temperatura maximă de funcționare (Tmax): temperatura maximă la care funcționează un magnet fără a pierde intensitatea câmpului. Atunci când temperatura scade sub valoarea Tmax, magnetul își recuperează toată intensitatea câmpului - dacă în schimb este încălzit peste Tmax, pierde ireversibil o parte a intensității câmpului magnetic chiar după faza de răcire. Cu toate acestea, dacă magnetul este adus la punctul Curie (Tcurie), acesta este demagnetizat.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 2
    2
    Acordați atenție materialului magnetului. Magneții permanenți sunt în general compuși din:
  • aliaj de neodim, fier și bor: posedă cea mai mare valoare a fluxului magnetic (12800 gauss), Coercivitatea (12300 Oe) și densitatea de energie (40) - are, de asemenea, temperatura de funcționare maximă și punctul Curie inferior (respectiv 150 și 310 ° C), un coeficient de temperatură egal cu -0,12.
  • Aliaj de samariu și cobalt: magneților realizate cu acest material au al doilea cel mai puternic coercivitatea (9200 Oe), dar ele au un flux magnetic de 10,500 gauss și o densitate de energie egală cu 26. temperatura maximă de funcționare lor este mult mai mare în comparație cu cea a magneților neodezimi (300 ° C), iar punctul Curie este setat la 750 ° C, cu un coeficient de temperatură egal cu 0,04.
  • Alnico: este un aliaj feromagnetic din aluminiu, nichel și cobalt. Ea are un flux magnetic de 12.500 gauss - o valoare foarte asemănătoare cu cea a magneților neodymi - dar o coercitivitate mai mică (640 oersted) și, în consecință, o densitate de energie de 5.5. Temperatura maximă de funcționare este mai mare decât aliajul de samariu și cobalt (540 ° C), precum și punctul Curie (860 ° C). Coeficientul de temperatură este de 0,02.
  • Ferite: are un flux magnetic și o densitate de energie mult mai mică decât celelalte materiale (respectiv 3900 gauss și 3,5) - coercivitatea este însă mai mare decât Alnico și este egală cu 3200 oersted. Temperatura maximă de funcționare este aceeași cu cea a magneților de samariu și cobalt, dar punctul Curie este mult mai mic și se situează la 460 ° C. Coeficientul de temperatură este -0,2 - în consecință, acești magneți își pierd intensitatea câmpului mai repede decât alte materiale.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 3
    3
    Numărați numărul de rotații ale bobinei electromagnetice. Cu cât raportul dintre această valoare și lungimea miezului, cu atât mai mare este intensitatea câmpului magnetic. Electromagneților comerciale sunt constituite de lungime variabilă și miezuri realizate cu unul din materialele descrise până în prezent, în jurul căruia sunt înfășurate de bobine- mari cu toate acestea, este un simplu electromagnet poate fi făcută prin înfășurarea de sârmă de cupru în jurul unui cui și prin fixarea capetelor în o baterie de 1,5 volți.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 4
    4
    Verificați cantitatea de curent care trece prin bobină. Pentru această operație aveți nevoie de un multimetru - cu cât este mai intens curentul și cu atât este mai puternic câmpul magnetic generat.
  • Ampermetrul pe metru este o altă unitate de măsură legată de intensitatea câmpului magnetic și descrie modul în care acesta crește odată cu creșterea intensității curente, a numărului de viraje sau a ambelor.
  • Metoda 2

    Testați intervalul de intensitate al câmpului magnetic cu capsele
    Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 5
    1
    Pregătiți un suport de magnet. Poți să faci una simplă folosind un șurub de haine și un pahar de hârtie sau polistiren. Această metodă este potrivită pentru predarea conceptului de câmp magnetic la copiii de școală primară.
    • Fixați unul dintre capetele lungi ale clemei de la baza sticlei utilizând o bandă adezivă.
    • Puneți sticla inversată pe masă.
    • Introduceți magnetul în clemă.
  • Imaginea intitulată Determinarea rezistenței magneților Pasul 6
    2
    Rabatați clapeta de hârtie pentru ao forma ca un cârlig. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este să se extindă în afara celor graffetta- ține cont de faptul că va trebui să stea mai multe capse la acest cârlig.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 7
    3
    Adăugați mai multe capse pentru a măsura puterea magnetului. Atingeți clema de hârtie pliată cu unul dintre stâlpii de magnet, astfel încât porțiunea de cârlig să rămână liberă - atașați alte cleme la cârlig până când greutatea lor se îndepărtează de magnet.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 8
    4
    Luați notă de numărul de capse care pot lăsa cârligul. Odată ce balastul reușește să spargă legătura magnetică dintre magnet și cârlig, raportați cu atenție cantitatea.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 9
    5
    Adăugați o bandă de hârtie la un pol magnetic. Așezați trei benzi mici și atașați din nou cârligul.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 10
    6
    Conectați o mulțime de cleme de hârtie până când rupeți din nou legătura. Repetați experimentul anterior până când obțineți același rezultat.


  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 11
    7
    Notați cantitatea de cleme de hârtie pe care a trebuit să le utilizați de această dată pentru a elibera cârligul. Nu neglijați datele privind numărul de benzi de bandă de hârtie.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 12
    8
    Repetați procedura de mai multe ori adăugând treptat alte benzi de hârtie adezivă. Observați întotdeauna numărul de capse și bucăți de bandă - ar trebui să constatați că mărirea cantității din aceasta scade cantitatea de cleme de hârtie necesare pentru a coborî cârligul.
  • Metoda 3

    Testați intensitatea câmpului magnetic cu un Gaussmeter
    Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 13
    1
    Calculați tensiunea inițială sau de referință. Puteți face acest lucru cu un gaussmeter, cunoscut și ca un magnetometru sau un detector de câmp magnetic, care este un dispozitiv care măsoară intensitatea și direcția câmpului magnetic. Este un instrument accesibil pe scară largă, ușor de folosit și este util pentru predarea elevi de bază și a elevilor de la elementele de bază ale electromagnetismului. Iată cum să îl folosiți:
    • Setează valoarea maximă de tensiune măsurată la 10 volți cu curent continuu.
    • Citiți datele afișate pe ecran ținând instrumentul departe de magnete- această valoare corespunde cu originalul, sau o referință, și este notată cu V0.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 14
    2
    Conectați un senzor de instrument la un pol de magnet. La unele modele de acest senzor, a spus Hall, este construit într-un circuit integrat, puteți apoi de fapt, pune în contact cu polul magnetic.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 15
    3
    Notați noua valoare a tensiunii. Aceste date sunt denumite V1 și poate fi mai mică sau mai mare decât V0, pe baza căruia este testat polul magnetic. Dacă tensiunea crește, senzorul atinge polul sudic al magnetului, scade polul nord al magnetului.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 16
    4
    Găsiți diferența dintre tensiunea inițială și tensiunea următoare. Dacă senzorul este calibrat în milivolți, împărțiți numărul cu 1000 pentru al converti în volți.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 17
    5
    Împărțiți rezultatul prin sensibilitatea instrumentului. De exemplu, în cazul în care senzorul are o sensibilitate de 5 milivoltilor pe gauss, ar trebui să împărțiți numărul pe care trebuie să 5- dacă sensibilitatea este egală cu 10 milivolți pe gauss, trece la o divizie de 10. Valoarea finală este intensitatea din câmpul magnetic exprimat în gauss.
  • Imaginea cu titlul Determinarea rezistenței magneților Pasul 18
    6
    Repetați testul la diferite distanțe față de magnet. Aranjați senzorul la distanțe predefinite de la polul magnetic și înregistrați rezultatele.
  • Sfaturi

    • Rezistența câmpului magnetic este invers proporțională cu pătratul distanței față de polul magnetic. Dacă distanța se dublează, forța scade de patru ori - începând în loc de centrul magnetului, intensitatea câmpului scade cu cubul de distanță. De exemplu, dacă distanța se dublează, forța scade de opt ori.

    Avertismente

    • Poți să demagnezi un magnet loviți-l sau lăsându-l să cadă în timp ce stâlpii sunt orientați opus celor magnetici ai pământului (polul nord al magnetului îndreptat spre sud) sau într-o direcție perpendiculară. Un ac de oțel, pe de altă parte, poate fi magnetizat atunci când este lovit în timp ce este aliniat cu polii magnetici ai Pământului.

    Lucruri de care ai nevoie

    • Bara magnetică
    • Haine pentru lavete
    • Sticlă de hârtie sau polistiren (aproximativ jumătate de litru)
    • Staples
    • Bandă adezivă din hârtie tăiată în benzi mici
    • Gaussmeter sau multimetru
    Distribuiți pe rețelele sociale:

    înrudit