3 maneiras para determinar a força dos imanes

3 Métodos:

Conteúdo

Dicas
Avisos
Coisas que você precisa

Para determinar os factores que afectam a força do campo magnético Ensaio, o intervalo de um campo magnético com prancheta Testar a força do campo magnético com um magnetómetro

Os ímãs são comumente encontrados em motores, dínamos, geladeiras, cartões de crédito e cartões de débito e equipamentos eletrônicos, tais como captadores para guitarras elétricas, alto-falantes estéreo e discos rígidos de computador. Eles podem ser tanto ímanes permanentes, feitos de forma naturalmente de ferro magnético ou ligas ou eletroímãs. Electroímans criar um campo magnético quando uma corrente eléctrica passa através de uma bobina de fio enrolado em torno de um núcleo de ferro. Existem vários factores que afectam a força dos campos magnéticos e várias formas de determinar a força desses campos. Ambos estão descritos no artigo abaixo.

método 1Para determinar os factores que afectam a força do campo magnético

Considere as características de um íman. As propriedades magnéticas são descritas usando os seguintes recursos:

A força coercitiva do campo magnético, abreviado Hc. Este representa o ponto em que o íman pode ser desmagnetizado por outro campo magnético. Quanto maior este número, mais difícil desmagnetizar o íman.
densidade de fluxo remanescente, Br abreviado. Este é o fluxo magnético máximo que pode produzir o ímã.
A densidade de energia global, abreviado Bmax, está relacionada com a densidade de fluxo magnético. Quanto maior este número, o ímã será mais poderoso.
O coeficiente de temperatura da densidade de fluxo residual, Br Tcoef abreviado e expressos como uma percentagem de graus Celsius, descreve a forma como o fluxo magnético diminui à medida que a temperatura aumenta íman. Um Tcoef Br 0,1 significa que se a temperatura se eleva íman 100 ° C (180 ° F), o fluxo magnético diminui em 10%.
A temperatura máxima de operação (Tmax abreviado) é a temperatura mais alta em que o imã pode operar sem perder a força de seu campo. Quando a temperatura cai abaixo de Tmax, o ímã recupera toda a força de seu campo. Se o imã é aquecida acima de Tmax, permanentemente perder alguma da sua força de campo após arrefecimento à temperatura normal de funcionamento. No entanto, se o íman é aquecida à sua temperatura de Curie, Tcurie abreviado, foi desimantará.

Ele toma nota do material que é feito um imã permanente. ímãs permanentes são normalmente feitas de um dos seguintes materiais:

Neodímio, ferro e boro. Este material tem os mais altos níveis de densidade do fluxo magnético (12.800 gauss), força coercitiva do campo magnético (12.300 oersted) e densidade total de energia (40). Tem a temperatura máxima de operação e uma mais baixa temperatura de Curie (150 ° C ou 302 ° F e 310 ° C ou 590 ° F, respectivamente) e um coeficiente de temperatura de -0,12.
Samário-cobalto tem a seguinte força coerciva do, 9200 Oersted campo magnético mais elevado, mas que tem uma densidade de fluxo magnético de 10500 Gauss e uma densidade total de energia de 26. A sua temperatura de funcionamento máxima é muito maior do que de neodímio, de ferro e de boro a 300 ° C (572 ° F) e por isso é a sua temperatura de Curie de 750 ° C (1382 ° F). O seu coeficiente de temperatura é de 0,04.
Alnico é uma liga de alumínio, níquel e cobalto. Tem uma densidade de fluxo magnético perto dos ímãs de neodímio, ferro e boro (12.500 Gauss), mas a força coercitiva do campo magnético muito inferior (640 oersted) e, consequentemente, uma densidade de energia global de apenas 5, 5. Tem uma temperatura máxima de funcionamento mais elevada do que o samário-cobalto, a 540 ° C (1004 ° F) e uma temperatura de Curie superior de 860 ° C (1580 ° F) e um coeficiente de temperatura de 0, 02.
magnetos cerâmicos e de ferrite tem uma densidade de fluxo e uma densidade global muito mais baixos do que aqueles de outros materiais, 3900 Gauss e 3,5, respectivamente, a energia. No entanto, sua densidade de fluxo magnético é muito melhor do que o alnico, 3.200 Oersted. A sua temperatura máxima de funcionamento é o mesmo que para o cobalto samário, mas a sua temperatura de Curie é muito menor, de 460 ° C (860 ° F), e o seu coeficiente de temperatura é -0,2. Portanto, estes ímans perdem a sua intensidade de campo na calor mais rapidamente do que os ímans feitas de qualquer dos outros materiais.

Contar o número de voltas na bobina de um eletroímã. Os mais voltas por unidade de comprimento do núcleo é a intensidade do campo magnético será maior. Eletroímãs têm núcleos comerciais consideráveis dos materiais magnéticos descritos anteriormente e grandes bobinas em torno deles. No entanto, ele pode ser um electroíman simples envolvendo uma bobina de fio em torno de uma aderência e ligação suas extremidades a uma bateria de 1,5 volt.

Verifique a quantidade da corrente que flui através da bobina de electroíman. Use um multímetro para fazê-lo. Quanto mais rápida for a corrente, o campo magnético gerado será mais forte.

O ampere-turn por metro é outra métrica para medir a força de uma unidade de campo magnético. Isto representa como o campo magnético se aumenta a corrente aumenta, o número de voltas ou ambos.

método 2Ensaio, o intervalo de um campo magnético com prancheta

Faça um recipiente para um ímã de barra. Você pode fazer um recipiente simples para um ímã usando um prendedor de roupa e de um copo ou poliestireno papel. Este método seria apropriado para ensinar alunos do ensino fundamental sobre campos magnéticos.

Gravada uma das extremidades longas de um prendedor para a parte inferior do vidro.
Coloque o copo com a braçadeira anexado cabeça para baixo sobre a mesa.
Digite o íman no clipe.

Dobre um clipe de papel para fazer um gancho. A maneira mais fácil é para puxar a extremidade externa da área de transferência. Você tem que ser capaz de pendurar gancho mais clipboard.

Adicione mais clipes de papel para medir a força do íman. Com o clipe de papel dobrado, tocar o ímã em um de seus pólos. A porção do gancho deve pendurar livre. Mais gancho de suspensão prancheta. Continue a fazer isso até que o peso da prancheta causar o gancho para cair.

Regista o número de clipes de papel que causou o gancho de queda. Quando tiver adicionado um número suficiente de prancheta e queda íman gancho, observando cuidadosamente o número exato de clipes de papel que causou isso aconteça.

Fita adesiva acrescenta ao pólo do íman. Coloque três pequenas tiras de fita adesiva no pólo do ímã e pendurado gancho-lo novamente.

Adicionar clipes de gancho até que cai o ímã. Repita o método acima de pendurar prancheta gancho original até, eventualmente, cair fora do ímã.

Eles notar como muitos clipes de papel foram obrigados a fazer o gancho queda neste momento. Certifique-se de tomar nota de tanto o número de tiras de fita adesiva e o número de grampos usados.

Repetir os passos acima várias vezes com mais tiras de fita adesiva. Cada vez, observa o número de clipes de papel que foram necessários para fazer o gancho caiu do ímã. Você deve observar que, como você adicionou tiras de fita adesiva, são necessários cada vez menos clipe de papel para fazer a queda gancho.

método 3Testar a força do campo magnético com um magnetómetro

Calcula o ponto de referência ou voltagem original. Isto pode ser feito usando um magnetómetro ou um detector de EMF (campo electromagnético), que é um dispositivo portátil que mede a força e direcção da força de um campo magnético. É prontamente disponível e é simples de usar. O método magnetómetro é apropriado para ensinar os alunos sobre os campos magnéticos primárias e secundárias. Isto é como você começar a usar um:

Define a tensão máxima de 10 volts CC.
Leia o medidor de tensão longe de um ímã. Este é o ponto de referência ou a tensão inicial, representada como V0.

Toque em um dos pólos do ímã com o sensor do medidor. Em alguns magnetômetros, este sensor, chamado sensor Hall é incorporado um chip de circuito integrado para que você possa realmente tocar o pólo do ímã com o sensor.

Grave a nova tensão, representada como V1. A tensão quer ir para cima ou para baixo, dependendo do pólo do ímã está tocando o sensor Hall. Se a tensão aumenta, o sensor está tocando o pólo sul do ímã. Se baixa tensão, o sensor está tocando o pólo norte do ímã.

Encontrar a diferença de tensão entre o original eo novo. Se o sensor for calibrado em milivolts, dividir por 1.000 para converter milivolts para volts.

Divida o resultado pelo valor da sensibilidade do sensor. Por exemplo, se o sensor tem uma sensibilidade de 5 milivolts por Gauss, dividir por 5. Se você tem uma sensibilidade de 10 milivolts por Gauss, dividir por 10. O valor que você recebe é a intensidade do campo no ímã de Gauss.

Repetir o procedimento para testar a força do campo em várias distâncias do íman. Coloque o sensor em uma série de distâncias definidas a partir do pólo do ímã e registrar os resultados.

dicas

A partir de ambos os pólos, a intensidade do campo magnético diminui com o quadrado da distância do pólo magnético. Portanto, se a distância é dobrada, a força diminui por um factor de 4. No entanto, a partir do centro do magnete, a intensidade do campo magnético diminui pelo cubo da distância. Por exemplo, se a distância é dobrado, a intensidade do campo magnético diminui por um factor de oito.

avisos

Deixar cair ou bater um ímã com seus pólos quer alinhados em oposição aos pólos magnéticos da Terra (o pólo norte apontando sul e pólo norte apontando) ou em um ângulo direito para os pólos magnéticos da Terra pode desimantarlo . No entanto, um pino de aço pode ser magnetizado quando atingido enquanto alinhado com os pólos magnéticos da Terra.