Mıknatıslar genellikle motorlarda, dinamolarda, buzdolaplarında, banka ve kredi kartlarında ve ayrıca elektro gitar manyetikleri, stereo hoparlörler ve bilgisayar sabit diskleri gibi elektronik cihazlarda bulunur. Mıknatıslar kalıcı, doğal olarak oluşturulmuş veya elektromıknatıs olabilir. Bir elektromıknatıs, bir demir çekirdeği saran bir tel bobinden bir elektrik akımı geçtiğinde bir manyetik alan oluşturur. Bir manyetik alanın gücünü etkileyen birkaç faktör ve alanın gücünü belirlemenin çeşitli yolları vardır ve her ikisi de bu makalede tartışılmaktadır.
Adım
Yöntem 1/3: Manyetik Alan Gücünü Etkileyen Faktörlerin Belirlenmesi
Adım 1. Mıknatısın özelliklerini düşünün
Mıknatısların özellikleri aşağıdaki özellikler kullanılarak açıklanmıştır:
- Zorlayıcı manyetik alanın gücü, Hc olarak kısaltılır. Bu sembol, başka bir manyetik alan tarafından demanyetizasyon (manyetik alan kaybı) noktasını yansıtır. Sayı ne kadar yüksek olursa, mıknatısın çıkarılması o kadar zor olur.
- Artık manyetik akı yoğunluğu, Br olarak kısaltılır. Bu, bir mıknatısın üretebileceği maksimum manyetik akıdır.
- Manyetik akı yoğunluğuna karşılık gelen, Bmax olarak kısaltılan toplam enerji yoğunluğudur. Sayı ne kadar yüksek olursa, mıknatıs o kadar güçlü olur.
- Tcoef Br olarak kısaltılan ve Santigrat derece yüzdesi olarak ifade edilen artık manyetik akı yoğunluğunun sıcaklık katsayısı, manyetik sıcaklık arttıkça manyetik akının nasıl azaldığını açıklar. 0.1'lik bir Tcoef Br, mıknatısın sıcaklığı 100 santigrat derece artarsa, manyetik akının yüzde 10 azaldığı anlamına gelir.
- Maksimum çalışma sıcaklığı (Tmax olarak kısaltılır), bir mıknatısın alan gücünü kaybetmeden çalışabileceği en yüksek sıcaklıktır. Mıknatısın sıcaklığı Tmax'ın altına düştüğünde, mıknatıs tam manyetik alan gücünü geri kazanır. Tmax'ın üzerinde ısıtılırsa, mıknatıs normal çalışma sıcaklığına soğutulduğunda alanının bir kısmını kalıcı olarak kaybeder. Bununla birlikte, Curie sıcaklığına ısıtılırsa (Tcurie olarak kısaltılır), mıknatıs manyetik gücünü kaybeder.
Adım 2. Kalıcı mıknatıslar yapmak için malzemeleri belirleyin
Kalıcı mıknatıslar genellikle aşağıdaki malzemelerden birinden yapılır:
- Neodimyum demir bor. Bu malzeme bir manyetik akı yoğunluğuna (12.800 gauss), bir zorlayıcı manyetik alan kuvvetine (12.300 oersted) ve bir toplam enerji yoğunluğuna (40) sahiptir. Bu malzeme, sırasıyla 150 santigrat derece ve 310 santigrat derece ile en düşük maksimum çalışma sıcaklığına ve -0.12'lik bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
- Samaryum kobalt, 9.200 oersted'de ikinci en yüksek zorlayıcı alan kuvvetine sahiptir, ancak manyetik akı yoğunluğu 10.500 gauss ve toplam enerji yoğunluğu 26'dır. Maksimum çalışma sıcaklığı, 300 santigrat derecedeki neodimiyum demir borondan çok daha yüksektir. 750 santigrat derece Curie sıcaklığı. Sıcaklık katsayısı 0.04'tür.
- Alnico, bir alüminyum-nikel-kobalt alaşımıdır. Bu malzeme, neodimiyum demir boron (12.500 gauss)'a yakın bir manyetik akı yoğunluğuna sahiptir, ancak 640 oersted'lik bir zorlayıcı manyetik alan kuvvetine ve yalnızca 5.5'lik bir toplam enerji yoğunluğuna sahiptir. Bu malzeme, 540 derecede samaryum kobaltından daha yüksek bir maksimum çalışma sıcaklığına sahiptir. Celsius., ayrıca 860 santigrat derece daha yüksek bir Curie sıcaklığı ve 0.02'lik bir sıcaklık katsayısı.
- Seramik ve ferrit mıknatıslar, 3.900 gauss ve 3.5'te diğer malzemelerden çok daha düşük akı yoğunluklarına ve toplam enerji yoğunluklarına sahiptir. Ancak, manyetik akı yoğunlukları, 3.200 oersted olan alnico'dan daha iyidir. Bu malzeme, samaryum kobalt ile aynı maksimum çalışma sıcaklığına sahiptir, ancak 460 santigrat derecelik çok daha düşük bir Curie sıcaklığına ve -0.2'lik bir sıcaklık katsayısına sahiptir.
Adım 3. Elektromıknatısın bobinindeki dönüş sayısını sayın
Çekirdek uzunluğu başına ne kadar fazla dönüş olursa, manyetik alanın gücü o kadar büyük olur. Ticari elektromıknatıslar, yukarıda açıklanan manyetik malzemelerden birinin ayarlanabilir bir çekirdeğine ve çevresinde büyük bir bobine sahiptir. Bununla birlikte, bir çivinin etrafına bir tel sarılarak ve uçları 1,5 voltluk bir pile takılarak basit bir elektromıknatıs yapılabilir.
Adım 4. Elektromanyetik bobinden geçen akım miktarını kontrol edin
Multimetre kullanmanızı öneririz. Akım ne kadar büyük olursa, üretilen manyetik alan o kadar güçlü olur.
Metre başına amper (A/m), manyetik alanın gücünü ölçmek için kullanılan başka bir birimdir. Bu birim, akımın, bobin sayısının veya her ikisinin birden artması durumunda manyetik alanın gücünün de arttığını gösterir
Yöntem 2/3: Manyetik Alan Aralığını Bir Ataçla Test Etme
Adım 1. Çubuk mıknatıs için bir tutucu yapın
Mandal ve strafor bardak kullanarak basit bir manyetik tutucu yapabilirsiniz. Bu yöntem en çok ilkokul öğrencilerine manyetik alanlar öğretmek için uygundur.
- Bir çamaşır ipinin uzun bir ucunu bardağın dibine yapıştırın.
- Üzerinde çamaşır ipi bulunan bardağı ters çevirin ve masanın üzerine koyun.
- Mıknatısları çamaşır ipi maşasına tutturun.
Adım 2. Ataşı bir kancaya bükün
Bunu yapmanın en kolay yolu, ataşın dış kenarını çekmektir. Bu kanca bir sürü ataş asacak.
Adım 3. Mıknatısın gücünü ölçmek için ataç eklemeye devam edin
Mıknatısın kutuplarından birine bükülmüş bir ataş takın. kanca kısmı serbestçe asılmalıdır. Ataşı kancaya asın. Ataşın ağırlığı kancayı düşürene kadar devam edin.
Adım 4. Kancanın düşmesine neden olan ataş sayısını kaydedin
Kanca, taşıdığı ağırlığın altına düştüğünde, kancada asılı olan ataşların sayısını not edin.
Adım 5. Maskeleme bandını çubuk mıknatısa yapıştırın
Çubuk mıknatısa 3 küçük şerit maskeleme bandı yapıştırın ve kancaları geri asın.
Adım 6. Mıknatıstan düşene kadar kancaya bir ataş ekleyin
İlk ataş kancasından önceki ataş yöntemini, sonunda mıknatıstan düşene kadar tekrarlayın.
Adım 7. Kancayı düşürmek için kaç klip gerektiğini yazın
Kullanılan maskeleme bandı ve ataç şeritlerinin sayısını kaydettiğinizden emin olun.
Adım 8. Daha fazla maskeleme bandı kullanarak önceki adımı birkaç kez tekrarlayın
Her seferinde, mıknatıstan düşmek için gereken ataş sayısını kaydedin. Bant her eklendiğinde, kancayı düşürmek için daha az klibe ihtiyaç duyulduğunu fark etmelisiniz.
Yöntem 3/3: Gaussmetre ile Manyetik Alanı Test Etme
Adım 1. Tabanı veya başlangıç voltajını/voltajını hesaplayın
Bir manyetik alanın gücünü ve yönünü ölçen taşınabilir bir cihaz olan manyetometre veya elektromanyetik alan (EMF) dedektörü olarak da bilinen bir gaussmetre kullanabilirsiniz. Bu cihazların satın alınması ve kullanılması genellikle kolaydır. Gaussmetre yöntemi, ortaokul ve lise öğrencilerine manyetik alanları öğretmek için uygundur. Nasıl kullanılacağı aşağıda açıklanmıştır:
- Maksimum voltajı 10 volt DC (doğru akım) olarak ayarlayın.
- Metre mıknatıstan uzaktayken voltaj göstergesini okuyun. Bu, V0 olarak gösterilen taban veya başlangıç voltajıdır.
Adım 2. Sayaç sensörünü manyetik kutuplardan birine dokundurun
Bazı gaussmetrelerde, Hall sensörü olarak adlandırılan bu sensör, sensöre bir manyetik çubuğa dokunabilmeniz için bir elektrik devresi çipini entegre etmek için yapılmıştır.
Adım 3. Yeni voltajı kaydedin
Hall sensörüne dokunan manyetik çubuğa bağlı olarak V1 tarafından temsil edilen voltaj artacak veya azalacaktır. Voltaj yükselirse, sensör güney bulucu manyetik kutbuna dokunur. Voltaj düşerse, sensörün kuzey bulucu manyetik kutbuna temas ettiği anlamına gelir.
Adım 4. İlk ve yeni voltajlar arasındaki farkı bulun
Sensör milivolt cinsinden kalibre edilmişse, milivoltları volta dönüştürmek için 1000'e bölün.
Adım 5. Sonucu sensör hassasiyet değerine bölün
Örneğin, sensörün gauss başına 5 milivolt duyarlılığı varsa, 10'a bölün. Elde edilen değer, gauss cinsinden manyetik alanın gücüdür.
Adım 6. Manyetik alan gücü testini çeşitli mesafelerde tekrarlayın
Sensörleri manyetik kutuplardan farklı mesafelere yerleştirin ve sonuçları kaydedin.
