Sisältö
- Magneettinen käyttäytyminen
- Magneettisen lujuuden mittaus
- Neodyymimagneettien lujuus
- Demagnetointi, BH tai hystereesi-käyrä
- Magneettien valitseminen lujuuden mukaan
- Magneettikenttä ja magneettinen flux
- Magneettivirran laskeminen
Magneeteilla on monia vahvuuksia, ja voit käyttää a Gauss-mittari magneetin lujuuden määrittämiseksi. Voit mitata magneettikentän teslassa tai magneettisen vuon kuorissa tai teslasissa • m2 ("teslan neliömetriä"). magneettikenttä on taipumus indusoida magneettinen voima liikkuviin varautuneisiin hiukkasiin näiden magneettikentien läsnä ollessa.
Magneettinen virtaus on mittaus siitä, kuinka suuri osa magneettikentästä kulkee tietyn pinta-alan läpi sellaiselle pinnalle kuin lieriömäinen kuori tai suorakaiteen muotoinen levy. Koska nämä kaksi määrää, kenttä ja virta, ovat läheisesti toisiinsa liittyviä, molempia käytetään ehdokkaina magneettien lujuuden määrittämiseen. Vahvuuden määrittäminen:
Magneettien teho eri miinuksissa ja tilanteissa voidaan mitata niiden vapauttaman magneettisen voiman tai magneettikentän määrällä. Tutkijat ja insinöörit ottavat huomioon magneettikentän, magneettisen voiman, vuon, magneettisen momentin ja kokeellisessa tutkimuksessa, lääketieteessä ja teollisuudessa käyttämiensä magneettien tasaisen magneettisen luonteen määrittäessään kuinka voimakkaita magneetteja ovat.
Voit ajatella Gauss-mittari magneettisen lujuuden mittarina. Tätä magneettisen lujuuden mittausmenetelmää voidaan käyttää lentoliikenteen magneettisen lujuuden määrittämiseen, jonka on oltava tiukkaa neodyymimagneettien kantamiseksi. Tämä on totta, koska neodyymimagneettilujuus tesla ja sen tuottama magneettikenttä voivat häiritä lentokoneen GPS: ää. Neodyymimagneettisen lujuuden teslan, kuten muidenkin magneettien, tulisi vähentyä etäisyyden neliöllä siitä.
Magneettinen käyttäytyminen
Magneettien käyttäytyminen riippuu niistä muodostuvasta kemiallisesta ja atomimateriaalista. Nämä koostumukset antavat tutkijalle ja insinöörille tutkia kuinka hyvin materiaalit päästävät elektroneja tai varauksia virtaamaan niiden läpi, jotta magnetoituminen tapahtuisi. Nämä magneettiset momentit, jotka magneettinen ominaisuus antaa kentälle vauhtia tai kiertovoimaa magneettikentän ollessa läsnä, riippuvat suuresti materiaalista, joka tekee magneetteista määritettäessä, ovatko ne diamagneettista, paramagneettista vai ferromagneettista.
Jos magneetit on valmistettu materiaaleista, joissa ei ole paria tai muutama parillinen elektronia, ne ovat diamagneettisesta. Nämä materiaalit ovat erittäin heikkoja ja magneettikentän läsnä ollessa ne aiheuttavat negatiivisia magnetointeja. Niissä on vaikea indusoida magneettisia momentteja.
paramagneettinen materiaaleissa on parittomia elektroneja siten, että materiaaleilla on magneettikentän läsnä ollessa osittainen kohdistus, joka antaa sille positiivisen magnetoitumisen.
Lopuksi ferromagneettisia materiaaleilla, kuten raudalla, nikkelillä tai magnetiitilla, on erittäin vahvat vetovoimat, että nämä materiaalit muodostavat pysyviä magneetteja. Atomit kohdistetaan siten, että ne vaihtavat voimat helposti ja antavat virran kulkea läpi erittäin tehokkaasti. Ne tekevät voimakkaista magneetteista, joiden vaihtovoimat ovat noin 1000 teslaa, joka on 100 miljoonaa kertaa vahvempi kuin Maapallon magneettikenttä.
Magneettisen lujuuden mittaus
Tutkijat ja insinöörit viittaavat yleensä joko vetovoima tai magneettikentän voimakkuus määritettäessä magneettien voimakkuutta. Vedä voima on se, kuinka paljon voimaa sinun on kohdistettava vetäessäsi magneettia terästuesta tai toisesta magneetista. Valmistajat viittaavat tähän voimaan naulaa käyttäen viitaten painoon, joka tämä voima on, tai Newtonteihin, magneettisen lujuuden mittauksena.
Magneettien, jotka ovat kooltaan tai magneettiselta omaa materiaaliaan vaihtelevia, käytä magneettien napapintaa mittaamaan magneettinen lujuus. Tee mitattavien materiaalien magneettisen lujuuden mittaukset pysymällä kaukana muista magneettisista esineistä. Sinun tulisi myös käyttää vain gaussimittaria, jotka mittaavat magneettikenttiä vähintään 60 Hz: n vaihtovirtataajuuksilla kotikäyttöön, ei magneetteihin.
Neodyymimagneettien lujuus
luokan numero tai N numero käytetään kuvaamaan vetovoimaa. Tämä luku on suunnilleen verrannollinen neodyymimagneettien vetovoimaan. Mitä suurempi luku, sitä voimakkaampi magneetti on. Se kertoo myös neodyymimagneetin lujuuden teslan. N35-magneetti on 35 Mega Gauss tai 3500 Tesla.
Käytännössä tutkijat ja insinöörit voivat testata ja määrittää magneettien laadun käyttämällä magneettisen materiaalin enimmäisenergiatuotetta yksikköyksiköinä MGOes tai megagaussesterit, joka vastaa noin 7957,75 J / m3 (joulea kuutiometriä kohti). Magneetin MGO-arvot kertovat magneettien maksimipisteen demagnetointikäyrä, tunnetaan myös BH-käyrä tai hystereesi käyrä, toiminto, joka selittää magneetin lujuuden. Se selittää kuinka vaikeaa magnetoida magneettia ja miten magneetit muodostavat vaikutuksen sen lujuuteen ja suorituskykyyn.
MGOe-magneettimittaus riippuu magneettisesta materiaalista. Harvinaisten maametallien joukossa neodyymimagneeteissa on yleensä 35-52 MGO: ta, samarium-koboltti (SmCo) -magneeteissa 26, alnico-magneeteissa 5,4, keraamisissa magneeteissa 3,4 ja taipuisissa magneeteissa 0,6-1,2 MGO. Vaikka harvinaisten maametallien neodyymi- ja SmCo-magneetit ovat paljon vahvempia kuin keraamisten magneettien, keraamisia magneetteja on helppo magnetoida, ne kestävät luonnollisesti korroosiota ja ne voidaan muotoilla eri muotoiksi. Sen jälkeen kun ne on muovattu kiinteiksi aineiksi, ne kuitenkin hajoavat helposti, koska ne ovat hauraita.
Kun esine magnetoituu ulkoisen magneettikentän takia, sen sisällä olevat atomit kohdistetaan tietyllä tavalla, jotta elektronit pääsevät virtaamaan vapaasti. Kun ulkoinen kenttä poistetaan, materiaali magnetoituu, jos atomien kohdistus tai osa siitä säilyy. Magnetointiin liittyy usein lämpö tai vastakkaiset magneettikentät.
Demagnetointi, BH tai hystereesi-käyrä
Nimi "BH-käyrä" nimettiin alkuperäisille symboleille, jotka edustavat kenttää ja magneettikentän voimakkuutta, vastaavasti B ja H. Nimeä "hystereesi" kuvataan, kuinka magneetin nykyinen magnetointitila riippuu kentän muuttumisesta aikaisemmin johtaen nykyiseen tilanteeseen.
••• Syed Hussain AtherYllä olevassa hystereesikäyrän kaaviossa kohdat A ja E viittaavat kyllästymispisteisiin sekä eteenpäin että taaksepäin. B ja E kutsuivat retentiokohdat tai kylläisyyden remanenssit, nollakentässä jäljellä oleva magnetoituminen, kun magneettikenttä on asetettu, joka on riittävän vahva kyllästämään magneettinen materiaali molemmissa suunnissa. Tämä on magneettikenttä, joka jää, kun ulkoisen magneettikentän käyttövoima kytketään pois päältä. Joissakin magneettimateriaalissa nähtynä kylläisyys on tila, joka saavutetaan, kun lisätyn ulkoisen magneettikentän H lisäys ei voi lisätä materiaalin magnetoitumista edelleen, joten kokonaismagneettisen vuon tiheys B enemmän tai vähemmän tasoittuu.
C ja F edustavat magneetin koersitiivisuutta, kuinka suuri osa käänteisestä tai vastakkaisesta kentästä on tarpeen materiaalin magnetoinnin palauttamiseksi takaisin arvoon 0 sen jälkeen, kun ulkoinen magneettikenttä on kohdistettu kumpaankin suuntaan.
Pisteistä D pisteeseen A käyrä edustaa magnetointikäyrää. A - F on alaspäin käyrä kyllästymisen jälkeen, ja kovetus F: stä D: hen on alempi paluukäyrä. Demagnetointikäyrä kertoo, kuinka magneettinen materiaali reagoi ulkoisiin magneettikenttiin ja pisteeseen, jossa magneetti on kylläinen, mikä tarkoittaa pistettä, jossa ulkoisen magneettikentän lisääminen ei lisää materiaalien magnetoitumista.
Magneettien valitseminen lujuuden mukaan
Eri magneetit osoittavat eri tarkoituksia. Laadunumero N52 on suurin mahdollinen lujuus pienimmällä mahdollisella pakkauksella huoneenlämpötilassa. N42 on myös yleinen valinta, jonka vahvuus on kustannustehokas jopa korkeissa lämpötiloissa. Joissakin korkeammissa lämpötiloissa N42-magneetit voivat olla tehokkaampia kuin N52-magneetit joillakin erikoisversioilla, kuten N42SH-magneetit, jotka on suunniteltu erityisesti kuumille lämpötiloille.
Ole kuitenkin varovainen levittäessäsi magneetteja alueille, joilla on paljon lämpöä. Lämpö on vahva tekijä magneettien magnetoinnissa. Neodyymimagneetit menettävät kuitenkin ajan kuluessa yleensä vain vähän voimaa.
Magneettikenttä ja magneettinen flux
Jokaisen magneettisen esineen osalta tutkijat ja insinöörit kuvaavat magneettikenttää, kun se kulkee magneetin pohjoispäästä eteläpäähän. Tässä yhteydessä "pohjoinen" ja "etelä" ovat magneettisen mielivaltaisia ominaisuuksia, jotta varmistetaan, että magneettikenttäviivat kulkevat tällä tavalla, ei maantieteessä ja sijainnissa käytettyjen kardinaalisuuntien "pohjoinen" ja "etelä".
Magneettivirran laskeminen
Voit kuvitella magneettisen vuon verkkona, joka tarttuu määrään vettä tai nestettä, joka virtaa sen läpi. Magneettinen flux, joka mittaa kuinka paljon tästä magneettikentästä B kulkee tietyn alueen läpi voidaan laskea Φ = BAcosθ jossa θ on alueen pintaan kohtisuoran viivan ja magneettikenttävektorin välinen kulma. Tämän kulman avulla magneettivuon avulla voidaan selvittää, kuinka alueen muoto voidaan kulmaan nähden suhteessa kenttään erilaisten kentän määrien sieppaamiseksi. Tämän avulla voit soveltaa yhtälöä erilaisiin geometrisiin pintoihin, kuten sylintereihin ja palloihin.
Suoran johtimen virralle minä, magneettikenttä eri säteillä R etäisyys sähköjohdosta voidaan laskea käyttämällä Ampères-laki B = μ0I / 2πr jossa μ0 ("tyhjä") on 1,25 x 10-6 H / m (hengereitä metriä kohti, joissa henryt mittaavat induktanssia) tyhjiön läpäisevyysvakio magnetismille. Voit käyttää oikeanpuoleista sääntöä määrittääksesi suunnan, jota nämä magneettikenttäviivat kulkevat. Oikeanpuoleisen säännön mukaan, jos osoitat oikealla peukalollasi sähkövirran suuntaan, magneettikenttäviivat muodostuvat samankeskisissä ympyröissä suunnan, jonka sormet kiertävät, osoittaman suunnan kanssa.
Jos haluat selvittää, kuinka suuri jännite johtaa sähköjohtojen tai -kelajen magneettikentän ja magneettivuon muutoksista, voit käyttää myös Faraday-laki, V = -N Δ (BA) / Δt jossa N on langankelan kierrosten lukumäärä, Δ (BA) ("delta B A") tarkoittaa muutosta magneettikentän, pinta-alan ja pinnan tuloksessa At on ajanmuutos, jonka aikana liike tai liike tapahtuu. Tämän avulla voit määrittää, kuinka jännitteen muutokset johtuvat johtimen tai muun magneettisen esineen magneettisen ympäristön muutoksista magneettikentän ollessa läsnä.
Tämä jännite on sähkövoima, jota voidaan käyttää virtapiireihin ja akkuihin. Voit myös määrittää indusoidun sähkömoottorivoiman negatiivisena, joka on magneettisen vuon muutosnopeuden kela kierrosten lukumäärä.