Comment le faire facilement, en utilisant le DIY léquipement mesure-t-il la force du champ magnétique généré par un aimant permanent?
Réduire le « langage lâche » de ce qui précède:
force du champ magnétique: soit la densité de flux B en un point donné par rapport à laimant ou au flux magnétique Φ B sur une zone délimitée par une boucle en fil – celui qui sera le plus facile à mesurer, lun ou lautre convient.
Équipement de bricolage standard: articles ménagers courants, outils de bricolage rudimentaires. Outils de soudage, multimètre, pièces électroniques simples, ou peut-être un dynamomètre à ressort facile à fabriquer – tout ce qui est de cette classe de complexité.
La distance de mesure est telle que le champ est facilement perceptible grâce aux méthodes les plus simples, par exemple. un autre aimant tenu en main exerce une force perceptible – distance de peut-être 5 cm au maximum.
La mesure na pas besoin dêtre très précise – une erreur de lordre de 50% est tout à fait acceptable. La simplicité est préférée à la précision .
Raison dêtre: essayer destimer de quelle bobine jai besoin pour générer une quantité suffisante de puissance pour allumer une LED avec un générateur sans frottement basé sur cet aimant (connaissant la vitesse de mouvement de laimant et lemplacement de la bobine par rapport à le chemin de laimant). Si vous connaissez dautres méthodes simples pour le faire (sans avoir besoin de mesurer le champ), elles sont également les bienvenues.
Commentaires
- Une boussole magnétique oscille avant de saligner sur un champ magnétique. Le carré de la fréquence est proportionnel à la force du champ. Recherchez la force et linclinaison du champ terrestre dans votre région et utilisez la composante horizontale pour calibrer votre boussole.
Réponse
Pour ce que cest vaut: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – un appareil fait maison basé sur un appareil à effet Hall – pour environ 40 $.
Commentaires
- Que ‘ est plutôt sympa – Je ‘ Jaccepterai si personne ne propose quelque chose dencore plus simple.
Réponse
La méthode la plus simple est de mettre un boussole magnétique sur lun des axes de symétrie de laimant, et orientez la boussole et laimant de telle sorte que le champ de laimant soit perpendiculaire à la terre. Alors la tangente de langle de déflexion est égale au rapport des champs.
Commentaires
- Que ‘ s astucieux, bien que probablement mieux adapté aux champs les plus faibles. Encore – pour connaître la valeur absolue du champ à partir du rapport, je devrais connaître la force locale du champ magnétique de la terre ‘. Comment procéder pour le trouver?
Réponse
Le moyen le plus simple de créer une bobine appropriée est expérimental. Après tout, ce que vous voulez, ce n’est pas une mesure de précision de l’aimant, mais tout ce que vous voulez, c’est de générer l’électricité nécessaire pour votre LED et vous n’avez pas besoin de calcul pour cela. Faites simplement une bobine qui satisfait votre géométrie. fil avec une résistance raisonnable. Dans ce cas, jestime quune bobine avec une résistance denviron 1-10 Ohm vous y mènera probablement. Ajoutez des tours et voyez si la LED devient visuellement plus brillante. Continuez à ajouter jusquà ce que vous soyez satisfait du résultat. Si le une bobine plus grosse produit un résultat inférieur, prenez quelques tours jusquà ce que vous soyez heureux …
La dernière fois que jai fait quelque chose comme ça, mon intuition ma amené à moins de 10% du résultat requis … sans aucun calcul. Et comment obtenir une intuition comme celle-là? En attrapant un bout de fil et en essayant que ce que vous voulez fonctionne comme vous le souhaitez! Après un certain temps, vous deviendrez assez bon pour estimer comment procéder.
Maintenant … ce nest pas ce quun ingénieur va faire, mais cest à peu près ce quune exp le physicien érimental fera laffaire pour une application non critique comme celle-ci.
Réponse
Contexte théorique
Si il suffit de mesurer la force de laimant en unités relatives – en termes de $ g $ « force », alors voici une méthode très simple.
Collez de petits aimants sur une longue ligne droite, placez-les sur une table et poussez lentement cette ligne vers lavant par-dessus le bord de la table, jusquà ce que lintégrité de la chaîne daimants se brise, et dabord N aimants tomberont au sol en raison de la gravité.
Schémas:
Léquation principale que nous allons résoudre ici est le fait quà proximité du « point de rupture », le couple du COM tombant est égal au couple de 1 force de traction du cube magnétique:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , en remplaçant $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ et la résolution de $ a $ , donne: $$ a = N ^ 2g $$
Cela signifie que pour évaluer la force de traction du champ magnétique en termes de $ g $ , il vous suffit de compter le minimum de cubes magnétiques requis pour les faire tomber (terme $ N $ dans léquation)!
Évaluation expérimentale
Pour les aimants en néodyme, je « Jai mesuré que $ N = 23 $ , cela signifie que les aimants en néodyme ont une force de traction égale à $ 529g $ force.
Selon ces spécifications daimants de pêche en néodyme:
Mon erreur théorique sur la force de laimant nest que de $ \ pm 0,2 $ %
Jespère que cela vous aidera!