Cómo hacerlo fácilmente, usando DIY a estándar > equipo mide la fuerza del campo magnético generado por un imán permanente?
Reduciendo el «lenguaje suelto» de lo anterior:
fuerza del campo magnético: densidad de flujo B en un punto dado con respecto al imán o al flujo magnético Φ B sobre el área encerrada por un bucle hecho de alambre – el que sea más fácil de medir, cualquiera de ellos está bien.
Equipo de bricolaje estándar: artículos para el hogar que se encuentran comúnmente, herramientas de retoque rudimentarias. Herramientas de soldadura, multímetro, piezas electrónicas simples o tal vez un dinamómetro de resorte fácil de hacer, cualquier cosa de esta clase de complejidad.
La distancia de medición es tal que el campo se nota fácilmente a través de los métodos más simples, p. otro imán sostenido en la mano ejerce una fuerza perceptible; una distancia de tal vez 5 cm como máximo.
No es necesario que la medida sea muy precisa; un error del orden del 50% es bastante aceptable. Se prefiere la simplicidad a la precisión .
Justificación: tratando de estimar qué bobina necesito para generar suficiente cantidad de energía para encender un LED con un generador sin fricción basado en ese imán (conociendo la velocidad de movimiento del imán y la ubicación de la bobina en relación con la ruta del imán). Si conoce otros métodos sencillos para hacerlo (sin necesidad de medir el campo), también son bienvenidos.
Comentarios
- Una brújula magnética oscilará antes de alinearse con un campo magnético. El cuadrado de la frecuencia es proporcional a la fuerza del campo. Busque la fuerza y la inclinación del campo terrestre en su área y use el componente horizontal para calibrar tu brújula.
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Por lo que «s Vale la pena: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – un dispositivo casero basado en un dispositivo de efecto Hall – por alrededor de $ 40.
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- Eso ‘ es bastante bueno: yo ‘ Aceptaré si a nadie se le ocurre algo aún más simple.
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El método más fácil es poner un brújula magnética en uno de los ejes de simetría del imán, y oriente la brújula y el imán de manera que el campo del imán sea perpendicular al de la Tierra. Entonces la tangente del ángulo de deflexión es igual a la proporción de los campos.
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- Eso ‘ s ingenioso, aunque probablemente sea más adecuado para campos más débiles. Aún así, para conocer el valor absoluto del campo a partir de la relación, debería conocer la fuerza local del campo magnético ‘ de la tierra. ¿Cómo puedo encontrarlo?
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La forma más sencilla de hacer una bobina adecuada es experimental. Después de todo, lo que desea no es una medición de precisión del imán, sino que todo lo que desea es generar la electricidad necesaria para su LED y no necesita ninguna matemática para eso. Simplemente haga una bobina que satisfaga su geometría con algunos cable con resistencia razonable. En este caso, estimaría que una bobina con alrededor de 1-10Ohm de resistencia probablemente lo llevará allí. Agregue vueltas y vea si el LED se vuelve visualmente más brillante. Siga agregando hasta que esté satisfecho con el resultado. una bobina más grande produce un resultado inferior, tome algunas vueltas hasta que esté feliz …
La última vez que hice algo como esto, mi intuición me llevó dentro del 10% del resultado requerido … sin ninguna cálculo. ¿Y cómo se obtiene una intuición como esa? ¡Tomando un trozo de alambre y probando hasta que lo que quieres funciona de la manera que quieres! Después de un tiempo, serás bastante bueno para estimar cómo hacer estas cosas.
Ahora … eso no es lo que hará un ingeniero, pero eso es más o menos lo que una experiencia El físico experimental servirá para una aplicación no crítica como esta.
Respuesta
Antecedentes teóricos
Si es suficiente medir la fuerza del imán en unidades relativas – en términos de $ g $ «force», entonces aquí hay un método muy fácil.
Pegue pequeños imanes en una línea larga y recta, colóquelos sobre una mesa y empuje lentamente esa línea hacia adelante sobre el borde de la mesa, hasta que en una N-th la integridad de la cadena magnética se rompa, y primero Los imanes N caerán al suelo debido a la gravedad.
Esquemas:
La ecuación principal que resolveremos aquí es el hecho de que cerca del «punto de ruptura», el par del COM que cae es igual al par de 1 fuerza de tracción del cubo magnético:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , en sustitución de $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ y resolviendo para $ a $ , da: $$ a = N ^ 2g $$
Esto significa que para evaluar la fuerza de tracción del campo magnético en términos de $ g $ solo necesita contar el mínimo de cubos magnéticos necesarios para caerlos (término $ N $ en la ecuación)!
Evaluación experimental
Para imanes de neodimio, i «he medido que $ N = 23 $ , esto significa que los imanes de neodimio tienen una fuerza de tracción igual a $ 529g $ fuerza.
De acuerdo con la especificación de estos imanes de neodimio de pesca:
Mi error de fuerza del imán teórico previsto es de solo $ \ pm 0.2 $ %
¡Espero que te ayude!