Magnet zakonisht gjenden në motorë, dinamo, frigoriferë, karta debiti dhe krediti, si dhe pajisje elektronike si kamionçina me kitarë elektrike, altoparlantë stereo dhe disqe të kompjuterit. Magnet mund të jenë të përhershëm, të formuar natyrshëm ose elektromagnet. Një elektromagnet krijon një fushë magnetike kur një rrymë elektrike kalon nëpër një spirale teli që mbështillet rreth një bërthamë hekuri. Ekzistojnë disa faktorë që ndikojnë në fuqinë e një fushe magnetike dhe mënyra të ndryshme për të përcaktuar fuqinë e fushës, dhe të dy diskutohen në këtë artikull.
Hapi
Metoda 1 nga 3: Përcaktimi i faktorëve që ndikojnë në forcën e fushës magnetike
Hapi 1. Konsideroni karakteristikat e magnetit
Karakteristikat e magneteve përshkruhen duke përdorur karakteristikat e mëposhtme:
- Forca e fushës magnetike shtrënguese, e shkurtuar si Hc. Ky simbol pasqyron pikën e demagnetizimit (humbja e fushës magnetike) nga një fushë tjetër magnetike. Sa më i lartë numri, aq më e vështirë është të hiqet magneti.
- Dendësia e fluksit magnetik të mbetur, shkurtuar si Br. Ky është fluksi magnetik maksimal që një magnet është në gjendje të prodhojë.
- Në përputhje me dendësinë e fluksit magnetik është dendësia e përgjithshme e energjisë, e shkurtuar si Bmax. Sa më i lartë numri, aq më i fortë është magneti.
- Koeficienti i temperaturës së dendësisë së fluksit magnetik të mbetur, i shkurtuar si Tcoef Br dhe i shprehur si përqindje e gradëve Celsius, shpjegon se si fluksi magnetik zvogëlohet me rritjen e temperaturës magnetike. Një Tcoef Br prej 0.1 do të thotë që nëse temperatura e magnetit rritet me 100 gradë Celsius, fluksi magnetik zvogëlohet me 10 përqind.
- Temperatura maksimale e funksionimit (e shkurtuar si Tmax) është temperatura më e lartë që një magnet mund të veprojë pa humbur forcën e tij të fushës. Sapo temperatura e magnetit të bjerë nën Tmax, magneti rikuperon fuqinë e tij të plotë të fushës magnetike. Nëse nxehet përtej Tmax, magneti do të humbasë një pjesë të fushës së tij sapo të ftohet në temperaturën normale të funksionimit. Sidoqoftë, nëse nxehet në temperaturën Curie (shkurtuar si Tcurie) magneti do të humbasë fuqinë e tij magnetike.
Hapi 2. Identifikoni materialet për prodhimin e magneteve të përhershëm
Magnetët e përhershëm zakonisht bëhen nga një nga materialet e mëposhtme:
- Bor hekuri neodymium. Ky material ka një densitet të fluksit magnetik (12,800 gaus), një forcë të detyrueshme të fushës magnetike (12,300 të matur) dhe një densitet të përgjithshëm të energjisë (40). Ky material ka temperaturën më të ulët maksimale të funksionimit prej 150 gradë Celsius dhe 310 gradë Celsius respektivisht, dhe një koeficient të temperaturës prej -0.12.
- Kobalti samarium ka forcën e dytë më të madhe të fushës shtrënguese, me 9,200 të matur, por një densitet i fluksit magnetik prej 10,500 gaus dhe një densitet të përgjithshëm të energjisë prej 26. Temperatura e tij maksimale e funksionimit është shumë më e lartë se ajo e borit të hekurit neodymium në 300 gradë Celsius për shkak të Temperatura Curie prej 750 gradë Celsius. Koeficienti i tij i temperaturës është 0.04.
- Alnico është një aliazh alumini-nikel-kobalt. Ky material ka një densitet të fluksit magnetik afër neodiumit të hekurit (12,500 gaus), por një forcë të detyrueshme të fushës magnetike prej 640 të matur dhe një densitet të përgjithshëm të energjisë prej vetëm 5.5. Ky material ka një temperaturë maksimale më të lartë të funksionimit sesa kobalti samarium, në 540 gradë Celsius., Si dhe një temperaturë më të lartë Curie prej 860 gradë Celsius, dhe një koeficient temperature prej 0.02.
- Magnet qeramike dhe ferrite kanë dendësi fluksi shumë më të ulët dhe densitet të përgjithshëm energjie se materialet e tjera, në 3,900 gaus dhe 3.5. Megjithatë, dendësia e fluksit të tyre magnetik është më e mirë se alnico, e cila është 3,200 oersted. Ky material ka të njëjtën temperaturë maksimale të funksionimit si kobalti samarium, por një temperaturë shumë më të ulët Curie prej 460 gradë Celsius, dhe një koeficient të temperaturës prej -0.
Hapi 3. Numëroni numrin e kthesave në spiralen e elektromagnetit
Sa më shumë kthesa për gjatësinë e bërthamës, aq më e madhe është forca e fushës magnetike. Elektromagnetet komerciale kanë një bërthamë të rregullueshme të njërit prej materialeve magnetike të përshkruar më sipër dhe një spirale të madhe rreth tij. Sidoqoftë, një elektromagnet i thjeshtë mund të bëhet duke mbështjellë një tel rreth një gozhdë dhe duke i lidhur skajet në një bateri 1.5 volt.
Hapi 4. Kontrolloni sasinë e rrymës që rrjedh përmes spirales elektromagnetike
Ne ju rekomandojmë të përdorni një multimetër. Sa më e madhe të jetë rryma, aq më e fortë është fusha magnetike e prodhuar.
Amperi për metër (A/m) është një njësi tjetër që përdoret për të matur fuqinë e një fushe magnetike. Kjo njësi tregon se nëse rryma, numri i mbështjelljeve, ose të dyja rriten, forca e fushës magnetike gjithashtu rritet
Metoda 2 nga 3: Testimi i diapazonit të fushës magnetike me një kapëse letre
Hapi 1. Bëni një mbajtës për magnetin e shiritit
Ju mund të bëni një mbajtëse të thjeshtë magnetike duke përdorur kapëse rrobash dhe një filxhan me polisterol. Kjo metodë është më e përshtatshme për mësimin e fushave magnetike për nxënësit e shkollave fillore.
- Ngjiteni një fund të gjatë të një litari rrobash në fund të kupës.
- Përmbysni kupën me darë për rrobat dhe vendoseni në tryezë.
- Mbërtheni magnetët në darë për rrobat.
Hapi 2. Përkulni kapësen e letrës në një grep
Mënyra më e lehtë për ta bërë këtë është tërheqja e skajit të jashtëm të kapëses së letrës. Ky grep do të varet shumë kapëse letre.
Hapi 3. Vazhdoni të shtoni kapëse letre për të matur forcën e magnetit
Bashkangjitni një kapëse letre të përkulur në një nga polet e magnetit. pjesa e grepit duhet të varet lirisht. Varni kapësen e letrës në grep. Vazhdoni derisa pesha e kapëses së letrës të bjerë grepin.
Hapi 4. Regjistroni numrin e kapëseve të letrës që shkaktuan rënien e grepit
Kur grepa bie nën peshën që mban, vini re numrin e kapëseve të letrës të varura në grep.
Hapi 5. Ngjiteni shiritin maskues në magnetin e shiritit
Bashkangjitni 3 shirita të vegjël të shiritit maskues në magnetin e shiritit dhe varni grepat prapa.
Hapi 6. Shtoni një kapëse letre në grep derisa të bjerë nga magneti
Përsëriteni metodën e mëparshme të kapëses së letrës nga fiksimi fillestar i kapëses, derisa të bjerë përfundimisht nga magneti.
Hapi 7. Shkruani sa kapëse duhen për të hequr grepin
Sigurohuni që të regjistroni numrin e shiritave të shiritit maskues dhe kapëseve të letrës të përdorura.
Hapi 8. Përsëriteni hapin e mëparshëm disa herë me më shumë shirit maskues
Çdo herë, regjistroni numrin e kapëseve të letrës të nevojshme për të rënë nga magneti. Duhet të vini re se sa herë që shtohet kaseta, nevojitet më pak kapëse për të rënë grepin.
Metoda 3 nga 3: Testimi i një fushe magnetike me një Gaussmeter
Hapi 1. Llogaritni tensionin/tensionin bazë ose fillestar
Ju mund të përdorni një gaussmeter, i njohur gjithashtu si një magnetometër ose një detektor i fushës elektromagnetike (EMF), i cili është një pajisje portative që mat forcën dhe drejtimin e një fushe magnetike. Këto pajisje zakonisht janë të lehta për tu blerë dhe përdorur. Metoda gaussmeter është e përshtatshme për mësimin e fushave magnetike për nxënësit e shkollave të mesme dhe të mesme. Ja si ta përdorni:
- Vendosni tensionin maksimal prej 10 volt DC (rrymë direkte).
- Lexoni ekranin e tensionit me njehsorin larg magnetit. Ky është tensioni bazë ose fillestar, i përfaqësuar si V0.
Hapi 2. Prekni sensorin e njehsorit në një nga polet magnetike
Në disa matës gauss, ky sensor, i quajtur sensor Hall, është bërë për të integruar një çip qark elektrik në mënyrë që të prekni një shirit magnetik në sensor.
Hapi 3. Regjistroni tensionin e ri
Tensioni i përfaqësuar nga V1 do të rritet ose ulet, në varësi të shiritit magnetik që prek sensorin Hall. Nëse tensioni rritet, sensori prek polin magnetik të gjetësit jugor. Nëse tensioni bie, kjo do të thotë që sensori po prek polin magnetik të gjetësit verior.
Hapi 4. Gjeni ndryshimin midis tensioneve fillestare dhe atyre të reja
Nëse sensori është i kalibruar në milivolt, ndani me 1000 për të kthyer milivolt në volt.
Hapi 5. Ndani rezultatin me vlerën e ndjeshmërisë së sensorit
Për shembull, nëse sensori ka një ndjeshmëri prej 5 milivolt për gaus, ndajeni me 10. Vlera e marrë është forca e fushës magnetike në gaus.
Hapi 6. Përsëriteni testin e fuqisë së fushës magnetike në distanca të ndryshme
Vendosni sensorët në distanca të ndryshme nga polet magnetike dhe regjistroni rezultatet.
