Innhold
- Magnetisk oppførsel
- Måling av magnetisk styrke
- Styrken til Neodym Magneter
- Demagnetization, BH eller Hysteresis Curve
- Velge magneter etter styrke
- Magnetisk felt og magnetisk flux
- Beregning av magnetisk flux
Magneter har mange styrker, og du kan bruke en gaussmåler for å bestemme styrken til en magnet. Du kan måle magnetfeltet i teslas eller magnetisk fluks i webere eller Teslas • m2 ("tesla kvadratmeter"). De magnetfelt er tendensen til at en magnetisk kraft induseres på bevegelige ladede partikler i nærvær av disse magnetfeltene.
Magnetisk flux er en måling av hvor mye av et magnetfelt som passerer gjennom et visst overflateareal for en overflate slik som et sylindrisk skall eller et rektangulært ark. Fordi disse to mengdene, felt og fluks, er nært beslektede, brukes begge som kandidater for å bestemme styrken til en magnet. Slik bestemmer du styrken:
Kraften til magneter i forskjellige ulemper og situasjoner kan måles med mengden magnetisk kraft eller magnetfelt de gir av. Forskere og ingeniører tar hensyn til magnetfelt, magnetisk kraft, flux, magnetisk moment og til og med den magnetiske naturen til magnetene de bruker i eksperimentell forskning, medisin og industri når de bestemmer hvor sterke magneter er.
Du kan tenke på gaussmåler som en magnetisk styrke meter. Denne metoden for måling av magnetisk styrke kan brukes til å bestemme den magnetiske styrken til luftfrakt som må være strenge for å bære neodymmagneter. Dette er sant fordi teslaen til neodymmagnetstyrken og magnetfeltet som den produserer kan forstyrre GPS-en til flyet. Den neodymiske magnetiske styrke-teslaen, som for andre magneter, bør avta med kvadratet på avstanden bort fra den.
Magnetisk oppførsel
Oppførselen til magneter avhenger av det kjemiske og atommaterialet som utgjør dem. Disse komposisjonene lar forskere og ingeniører studere hvor godt materialene lar elektroner eller ladninger strømme gjennom dem for å tillate magnetisering. Disse magnetiske momentene, den magnetiske egenskapen som gir feltet et momentum eller en rotasjonskraft i nærvær av et magnetfelt, avhenger i stor grad av materialet som lager magnetene i å avgjøre om de er diamagnetiske, paramagnetiske eller ferromagnetiske.
Hvis magneter er laget av materialer som har ingen eller få uparede elektroner, er de det diamagnetic. Disse materialene er veldig svake, og i nærvær av et magnetfelt produserer de negative magnetiseringer. Det er vanskelig å indusere magnetiske momenter i dem.
paramagnetisk materialer har uparede elektroner slik at materialene i nærvær av et magnetfelt viser delvis innretting som gir det en positiv magnetisering.
Til slutt, ferromagnetisk materialer som jern, nikkel eller magnetitt har veldig sterke attraksjoner slik at disse materialene utgjør permanente magneter. Atomene er justert på en slik måte at de lett utveksler krefter og lar strøm strømme gjennom med stor effektivitet. Disse sørger for kraftige magneter med utvekslingskrefter som er rundt 1000 Teslas, som er 100 millioner ganger sterkere enn jordas magnetfelt.
Måling av magnetisk styrke
Forskere og ingeniører refererer generelt til enten trekke kraft eller styrken til magnetfeltet når du bestemmer styrken til magneter. Trekkraft er hvor mye kraft du trenger å utøve når du trekker en magnet bort fra en stålgjenstand eller en annen magnet. Produsenter refererer til denne styrken ved bruk av kilo, for å referere til vekten som denne kraften er, eller Newton, som en magnetisk styrke måling.
For magneter som varierer i størrelse eller magnetisme på tvers av deres eget materiale, bruk magnetoverflaten for å foreta en måling av magnetisk styrke. Gjør målinger av magnetisk styrke av materialene du vil måle ved å forbli langt fra andre magnetiske gjenstander. Du må også bare bruke gaussmålere som måler magnetiske felt på mindre enn eller lik 60 Hz vekselstrømfrekvenser (vekselstrøm) for husholdningsapparater, ikke for magneter.
Styrken til Neodym Magneter
De karakternummer eller N-nummer brukes til å beskrive trekkraften. Dette tallet er omtrent proporsjonalt med trekkraften for neodym-magneter. Jo høyere tall, jo sterkere magnet. Den forteller deg også teslaen til neodymmagnetstyrken. En N35-magnet er 35 Mega Gauss eller 3500 Tesla.
I praktiske omgivelser kan forskere og ingeniører teste og bestemme magnetenes karakter ved bruk av det maksimale energiproduktet til magnetisk materiale i enheter av MGOer, eller megagauss-østers, som tilsvarer omtrent 7957,75 J / m3 (joule per kubikkmeter). MGO'ene til en magnet forteller deg maksimalt poeng på magnetene avmagnetiseringskurve, også kjent som BH-kurve eller hysteresikurve, en funksjon som forklarer styrken til magneten. Den redegjør for hvor vanskelig det er å avmagnetisere magneten og hvordan magnetenes form påvirker dens styrke og ytelse.
En MGOe-magnetmåling er avhengig av magnetisk materiale. Blant de sjeldne jordmagnetene har neodym-magneter generelt 35 til 52 MGO, samarium-kobolt (SmCo) magneter har 26, alnico magneter har 5,4, keramiske magneter har 3,4 og fleksible magneter er 0,6-1,2 MGO. Mens sjeldne jordmagneter av neodym og SmCo er mye sterkere magneter enn keramiske, er keramiske magneter enkle å magnetisere, motstår korrosjon naturlig og kan støpes til forskjellige former. Etter at de har blitt støpt til faste stoffer, bryter de imidlertid lett sammen fordi de er sprø.
Når et objekt blir magnetisert på grunn av et eksternt magnetfelt, blir atomene i det rettet inn på en bestemt måte for å la elektroner strømme fritt. Når det ytre feltet fjernes, magnetiseres materialet hvis innretningen eller en del av innretningen av atomer forblir. Demagnetisering innebærer ofte varme eller et motstående magnetfelt.
Demagnetization, BH eller Hysteresis Curve
Navnet "BH-kurve" ble oppkalt etter de opprinnelige symbolene for å representere henholdsvis felt- og magnetfeltstyrke, B og H. Navnet "hysterese" brukes for å beskrive hvordan magnetens nåværende magnetiseringstilstand avhenger av hvordan feltet har endret seg i fortiden frem til sin nåværende tilstand.
••• Syed Hussain AtherI diagrammet over en hysteresekurve ovenfor refererer punktene A og E til metningspunktene i henholdsvis både fremover og bakover. B og E kalte oppbevaringspunkter eller metning remanences, magnetisering som forblir i null felt etter at et magnetisk felt er påført som er sterk nok til å mette magnetisk materiale i begge retninger. Dette er magnetfeltet som er til overs når drivkraften til det eksterne magnetfeltet er slått av. Sett i noen magnetiske materialer er metning den tilstanden som oppnås når en økning i påført eksternt magnetfelt H ikke kan øke magnetiseringen av materialet ytterligere, så den totale magnetiske fluksdensiteten B er mer eller mindre av.
C og F representerer magnetisk kraft, hvor mye av det motsatte eller motsatte felt som er nødvendig for å føre magnetiseringen av materialet tilbake til 0 etter at det eksterne magnetfeltet har blitt påført i begge retninger.
Kurven fra punktene D til A representerer den innledende magnetiseringskurven. A til F er den nedadgående kurven etter metning, og kuren fra F til D er den nedre returkurven. Demagnetiseringskurven forteller deg hvordan magnetmaterialet reagerer på ytre magnetiske felt og punktet der magneten er mettet, noe som betyr at punktet der økning av det eksterne magnetfeltet ikke øker materialmagnetiseringen lenger.
Velge magneter etter styrke
Ulike magneter adresserer forskjellige formål. Karakteren N52 er den høyeste mulige styrken med den minste mulige pakken ved romtemperatur. N42 er også et vanlig valg som kommer med en kostnadseffektiv styrke, selv ved høye temperaturer. Ved noen høyere temperaturer kan N42-magneter være kraftigere enn N52, med noen spesialiserte versjoner som N42SH-magneter designet spesielt for varme temperaturer.
Vær imidlertid forsiktig når du påfører magneter i områder med store varmemengder. Varme er en sterk faktor for avmagnetisering av magneter. Neodym-magneter mister imidlertid generelt lite styrke over tid.
Magnetisk felt og magnetisk flux
For enhver magnetisk gjenstand betegner forskere og ingeniører magnetfeltet når det kjører fra nordenden av en magnet til sørenden. I dette tilfellet er "nord" og "sør" vilkårlige egenskaper for magnetikken for å sikre at magnetfeltlinjene fører på denne måten, ikke kardinalretningene "nord" og "sør" som brukes i geografi og beliggenhet.
Beregning av magnetisk flux
Du kan tenke deg magnetisk flux som et nett som fanger mengder vann eller væske som strømmer gjennom det. Magnetisk flux, som måler hvor mye av dette magnetfeltet B passerer gjennom et visst område EN kan beregnes med Φ = BAcosθ der θ er vinkelen mellom linjen vinkelrett på overflaten til området og magnetfeltvektoren. Denne vinkelen lar magnetisk fluks redegjøre for hvordan formen på området kan vinkles i forhold til feltet for å fange opp forskjellige mengder av feltet. Dette lar deg bruke ligningen på forskjellige geometriske overflater som sylindere og kuler.
For en strøm i en rett ledning Jeg, magnetfeltet ved forskjellige radier r vekk fra den elektriske ledningen kan beregnes ved hjelp av Ampères Law B = μ0I / 2πr der μ0 ("mu intet") er 1,25 x 10-6 H / m (høns pr. meter, der høns måler induktans) vakuumpermeabilitetskonstanten for magnetisme. Du kan bruke den høyre regelen for å bestemme retningen disse magnetfeltlinjene tar. I henhold til høyre-regelen, hvis du peker høyre tommel i retning av elektrisk strøm, vil magnetfeltlinjene danne seg i konsentriske sirkler med retningen gitt i retningen fingrene krøller seg i.
Hvis du vil bestemme hvor mye spenning som følger av endringer i magnetfelt og magnetisk flux for elektriske ledninger eller spoler, kan du også bruke Faradays Law, V = -N Δ (BA) / Δt der N er antall svinger i trådspolen, Δ (BA) ("delta B A") refererer til endringen i produktet av magnetfelt og et område og At er endringen i tid som bevegelsen eller bevegelsen skjer. Dette lar deg bestemme hvordan endringer i spenning skyldes endringer i magnetmiljøet til en ledning eller annen magnetisk gjenstand i nærvær av et magnetfelt.
Denne spenningen er en elektromotorisk kraft som kan brukes til å strømkretser og batterier. Du kan også definere den induserte elektromotoriske kraften som den negative av endringshastigheten til magnetisk fluks ganger antallet svinger i spolen.