Zawartość
- Zachowanie magnetyczne
- Pomiar siły magnetycznej
- Siła magnesów neodymowych
- Demagnetyzacja, BH lub krzywa histerezy
- Wybór magnesów według siły
- Pole magnetyczne i strumień magnetyczny
- Obliczanie strumienia magnetycznego
Magnesy mają wiele mocy i możesz użyć miernik gausowy określić siłę magnesu. Możesz zmierzyć pole magnetyczne w teslasie lub strumień magnetyczny w weberach lub Teslas • m2 („tesla metrów kwadratowych”). The pole magnetyczne jest tendencją do indukowania siły magnetycznej podczas ruchu naładowanych cząstek w obecności tych pól magnetycznych.
Strumień magnetyczny jest miarą tego, ile pola magnetycznego przechodzi przez określone pole powierzchni dla powierzchni, takiej jak cylindryczna skorupa lub prostokątny arkusz. Ponieważ te dwie wielkości, pole i strumień, są ze sobą ściśle powiązane, obie są wykorzystywane jako kandydaci do określenia siły magnesu. Aby określić siłę:
Moc magnesów w różnych wadach i sytuacjach może być mierzona ilością siły magnetycznej lub wytwarzanego przez nie pola magnetycznego. Przy określaniu siły magnesów naukowcy i inżynierowie uwzględniają pole magnetyczne, siłę magnetyczną, strumień, moment magnetyczny, a nawet magnetyczny charakter magnesów, których używają w badaniach eksperymentalnych, medycynie i przemyśle.
Możesz pomyśleć o miernik gausowy jako miernik siły magnetycznej. Ta metoda pomiaru siły magnetycznej może być stosowana do określania siły magnetycznej frachtu lotniczego, który musi być ściśle związany z przenoszeniem magnesów neodymowych. Jest tak, ponieważ tesla o sile magnesu neodymowego i wytwarzane przez nią pole magnetyczne mogą zakłócać GPS statku powietrznego. Neodymowa wytrzymałość magnetyczna tesli, podobnie jak innych magnesów, powinna zmniejszać się o kwadrat odległości od niej.
Zachowanie magnetyczne
Zachowanie magnesów zależy od materiału chemicznego i atomowego, z którego się składają. Kompozycje te pozwalają naukowcom i inżynierom badać, w jakim stopniu materiały przepuszczają elektrony lub ładunki, aby umożliwić namagnesowanie. Te momenty magnetyczne, właściwość magnetyczna nadająca pędowi pole lub siłę obrotową w obecności pola magnetycznego, zależą w dużej mierze od materiału, który sprawia, że magnesy określają, czy są diamagnetyczne, paramagnetyczne czy ferromagnetyczne.
Jeśli magnesy są wykonane z materiałów, które nie zawierają lub mają niesparowane elektrony, to właśnie one diamagnetyczny. Materiały te są bardzo słabe i, w obecności pola magnetycznego, wytwarzają ujemne magnetyzacje. Trudno w nich indukować momenty magnetyczne.
Paramagnetyczny materiały mają niesparowane elektrony, dzięki czemu w obecności pola magnetycznego materiały wykazują częściowe wyrównania, które dają mu dodatnią magnetyzację.
Wreszcie, ferromagnetyczny materiały takie jak żelazo, nikiel lub magnetyt mają bardzo silne właściwości przyciągające, dzięki czemu materiały te tworzą magnesy trwałe. Atomy są ustawione w taki sposób, że łatwo wymieniają siły i umożliwiają przepływ prądu z dużą wydajnością. Tworzą one potężne magnesy o sile wymiany około 1000 Tesli, która jest 100 milionów razy silniejsza niż ziemskie pole magnetyczne.
Pomiar siły magnetycznej
Naukowcy i inżynierowie ogólnie odnoszą się do jednego z nich siła przyciągania lub siła pola magnetycznego przy określaniu siły magnesów. Siła ciągnąca to siła, jaką musisz wywierać, odciągając magnes od stalowego przedmiotu lub innego magnesu. Producenci określają tę siłę za pomocą funtów, odnosząc się do ciężaru, którym jest ta siła, lub niutonów, jako pomiaru siły magnetycznej.
W przypadku magnesów, które różnią się rozmiarem lub magnetyzmem w obrębie własnego materiału, należy użyć powierzchni bieguna magnesu do wykonania pomiaru siły magnetycznej. Wykonuj pomiary siły magnetycznej materiałów, które chcesz mierzyć, pozostając daleko od innych obiektów magnetycznych. Ponadto należy używać mierników gausowych, które mierzą pola magnetyczne o częstotliwościach prądu przemiennego (AC) mniejszych lub równych 60 Hz, a nie w przypadku magnesów.
Siła magnesów neodymowych
The numer oceny lub Numer N. służy do opisania siły ciągnącej. Liczba ta jest w przybliżeniu proporcjonalna do siły przyciągania magnesów neodymowych. Im wyższa liczba, tym silniejszy magnes. Informuje również o tesli o sile magnesu neodymowego. Magnes N35 to 35 Mega Gaussa lub 3500 Tesli.
W praktycznych warunkach naukowcy i inżynierowie mogą testować i określać klasę magnesów, stosując maksymalny produkt energetyczny materiału magnetycznego w jednostkach MGOe lub megagauss-oesterds, co odpowiada około 7957,75 J / m3 (dżul na metr sześcienny). MGOe magnesu informują o maksymalnym punkcie magnesów krzywa rozmagnesowania, znany również jako Krzywa BH lub krzywa histerezy, funkcja wyjaśniająca siłę magnesu. To wyjaśnia, jak trudno jest rozmagnesować magnes i jak kształt magnesów wpływa na jego siłę i wydajność.
Pomiar magnesu MGOe zależy od materiału magnetycznego. Spośród magnesów ziem rzadkich magnesy neodymowe mają na ogół od 35 do 52 MGO, magnesy samarowo-kobaltowe (SmCo) mają 26, magnesy alnico mają 5,4, magnesy ceramiczne mają 3,4, a magnesy elastyczne 0,6-1,2 MGOe. Podczas gdy magnesy ziem rzadkich z neodymu i SmCo są magnesami znacznie silniejszymi niż magnesy ceramiczne, magnesy ceramiczne można łatwo magnesować, naturalnie są odporne na korozję i mogą być formowane w różne kształty. Jednak po uformowaniu w ciała stałe łatwo się rozkładają, ponieważ są kruche.
Kiedy obiekt zostaje namagnesowany na skutek zewnętrznego pola magnetycznego, atomy w nim znajdujące się są wyrównane w określony sposób, aby umożliwić elektronom swobodny przepływ. Po usunięciu pola zewnętrznego materiał zostaje namagnesowany, jeśli pozostaje wyrównanie lub część wyrównania atomów. Rozmagnesowanie często wymaga ciepła lub przeciwnego pola magnetycznego.
Demagnetyzacja, BH lub krzywa histerezy
Nazwę „Krzywa BH” nazwano oryginalnymi symbolami reprezentującymi odpowiednio pole i siłę pola magnetycznego, B i H. Nazwa „histereza” służy do opisania, w jaki sposób aktualny stan magnesowania magnesu zależy od zmiany pola w przeszłości prowadzące do obecnego stanu.
••• Syed Hussain AtherNa powyższym schemacie krzywej histerezy punkty A i E odnoszą się do punktów nasycenia odpowiednio w kierunku do przodu i do tyłu. B i E nazywają się punkty retencyjne lub remanencje nasycenia, magnetyzacja pozostaje w polu zerowym po przyłożeniu pola magnetycznego, które jest wystarczająco silne, aby nasycić materiał magnetyczny dla obu kierunków. Jest to pole magnetyczne, które pozostaje po wyłączeniu siły napędowej zewnętrznego pola magnetycznego. W niektórych materiałach magnetycznych nasycenie jest stanem osiągniętym, gdy wzrost przyłożonego zewnętrznego pola magnetycznego H nie może dalej zwiększać magnetyzacji materiału, więc całkowita gęstość strumienia magnetycznego B jest mniej więcej równa.
C i F reprezentują koercję magnesu, ile odwrotnego lub przeciwnego pola jest konieczne, aby przywrócić magnetyzację materiału z powrotem do 0 po przyłożeniu zewnętrznego pola magnetycznego w dowolnym kierunku.
Krzywa od punktów D do A reprezentuje początkową krzywą magnesowania. A do F jest krzywą opadającą po nasyceniu, a utwardzanie z F do D jest dolną krzywą powrotu. Krzywa rozmagnesowania pokazuje, w jaki sposób materiał magnetyczny reaguje na zewnętrzne pola magnetyczne oraz punkt, w którym magnes jest nasycony, co oznacza punkt, w którym zwiększenie zewnętrznego pola magnetycznego nie zwiększa już magnesowania materiałów.
Wybór magnesów według siły
Różne magnesy służą do różnych celów. Gatunek N52 to najwyższa możliwa wytrzymałość przy najmniejszym możliwym opakowaniu w temperaturze pokojowej. N42 jest również powszechnym wyborem, który ma opłacalną wytrzymałość, nawet w wysokich temperaturach. W niektórych wyższych temperaturach magnesy N42 mogą mieć większą moc niż magnesy N52 w niektórych wyspecjalizowanych wersjach, takich jak magnesy N42SH zaprojektowane specjalnie do wysokich temperatur.
Należy jednak zachować ostrożność przy stosowaniu magnesów w obszarach o dużej ilości ciepła. Ciepło jest silnym czynnikiem w rozmagnesowywaniu magnesów. Jednak magnesy neodymowe zwykle tracą z czasem bardzo małą wytrzymałość.
Pole magnetyczne i strumień magnetyczny
W przypadku każdego obiektu magnetycznego naukowcy i inżynierowie oznaczają pole magnetyczne, które przemieszcza się od północnego końca magnesu do jego południowego końca. W tym przypadku „północ” i „południe” są dowolnymi właściwościami magnetycznymi, aby upewnić się, że linie pola magnetycznego przenoszą tę drogę, a nie kardynalnymi kierunkami „północ” i „południe” używanymi w geografii i lokalizacji.
Obliczanie strumienia magnetycznego
Możesz sobie wyobrazić strumień magnetyczny jako sieć, która wychwytuje przepływające przez nią ilości wody lub cieczy. Strumień magnetyczny, który mierzy ilość tego pola magnetycznego b przechodzi przez określony obszar ZA można obliczyć za pomocą Φ = BAcosθ w którym θ jest kątem między linią prostopadłą do powierzchni obszaru a wektorem pola magnetycznego. Kąt ten pozwala, aby strumień magnetyczny uwzględniał sposób, w jaki kształt obszaru można ustawić pod kątem w stosunku do pola, aby uchwycić różne ilości pola. Pozwala to zastosować równanie do różnych powierzchni geometrycznych, takich jak cylindry i kule.
Dla prądu w prostym przewodzie ja, pole magnetyczne o różnych promieniach r z dala od przewodu elektrycznego można obliczyć za pomocą Prawo Ampèresa B = μ0I / 2πr w którym μ0 („mu naught”) to 1,25 x 10-6 H / m (henry na metr, w których henry mierzą indukcyjność) stała przepuszczalności próżni dla magnetyzmu. Możesz użyć reguły po prawej stronie, aby określić kierunek, w którym podążają linie pola magnetycznego. Zgodnie z zasadą prawej ręki, jeśli skierujesz prawy kciuk w kierunku prądu elektrycznego, linie pola magnetycznego utworzą się w koncentrycznych okręgach zgodnie z kierunkiem podanym w kierunku, w którym skręcają się palce.
Jeśli chcesz ustalić, ile napięcia wynika ze zmian pola magnetycznego i strumienia magnetycznego dla przewodów elektrycznych lub cewek, możesz również użyć Prawo Faradaysa, V = -N Δ (BA) / Δt w którym N. jest liczbą zwojów w cewce drutu, Δ (BA) („delta B A”) odnosi się do zmiany iloczynu pola magnetycznego i pola oraz Δt to zmiana w czasie, w której występuje ruch lub ruch. Pozwala to określić, w jaki sposób zmiany napięcia wynikają ze zmian środowiska magnetycznego drutu lub innego obiektu magnetycznego w obecności pola magnetycznego.
Napięcie to jest siłą elektromotoryczną, którą można wykorzystać do zasilania obwodów i akumulatorów. Można także zdefiniować indukowaną siłę elektromotoryczną jako ujemną szybkość zmiany strumienia magnetycznego razy liczbę zwojów w cewce.