Hogyan lehet egyszerűen, a szokásos bájtos barkácsolás használatával berendezés méri az állandó mágnes által létrehozott mágneses tér erősségét?
A fentiek “laza nyelvének” szűkítése:
a mágneses tér erőssége: vagy fluxus sűrűség B az adott pontban a mágneshez vagy a mágneses fluxushoz viszonyítva s B huzalból készült hurok által határolt területen – amelyik könnyebben mérhető, bármelyik rendben van.
standard barkácsberendezések: gyakran előforduló háztartási cikkek, kezdetleges bütykös szerszámok. Forrasztószerszámok, multiméter, egyszerű elektronikus alkatrészek, esetleg könnyen elkészíthető rugós dinamométer – bármi ilyen összetettségű.
A mérési távolság olyan, hogy a mező könnyen észrevehető a legegyszerűbb módszerekkel, pl. egy másik kézben tartott mágnes érzékelhető erőt fejt ki – legfeljebb 5 cm távolságra van.
A mérésnek nem kell nagyon pontosnak lennie – az 50% -os nagyságrendű hiba meglehetősen elfogadható. Az egyszerűséget előnyben részesítik a pontossággal szemben .
Indoklás: Megpróbálom megbecsülni, hogy milyen tekercsre van szükségem ahhoz, hogy elegendő mennyiségű energiát generáljak ahhoz, hogy egy LED-et meggyújtsak egy súrlódásmentes generátorral az adott mágnes alapján (ismerve a mágnes mozgási sebességét és a tekercs helyét a mágnes útja). Ha ismeri ennek más egyszerű módszereit (a mező mérése nélkül), akkor őket is szívesen látják.
Hozzászólások
- A mágneses iránytű oszcillál, mielőtt a mágneses térhez igazodik. A frekvencia négyzete arányos a térerősséggel. Keresse meg a területén lévő földmező erősségét és merülését, és a vízszintes komponens segítségével kalibrálja az iránytűd.
Válasz
Mire való érdemes: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – egy Hall-effektuson alapuló házi készítésű eszköz – körülbelül 40 dollárért.
Megjegyzések
- Ez ' nagyon szép – I ' Elfogadom, ha senki nem áll elő még ennél is egyszerűbb dologgal.
Válasz
A legegyszerűbb módszer egy mágneses iránytű a mágnes egyik szimmetriatengelyén, és irányítsa az iránytűt és a mágnest úgy, hogy a mágnes mezője merőleges legyen a földre. Ekkor az eltérítési szög érintője megegyezik a mezők arányával.
Megjegyzések
- Ez ' s remek, bár valószínűleg a gyengébb mezőkre alkalmas beter. Mégis – a mező abszolút értékének az arányból való megismeréséhez tudnom kell a föld mágneses mezőjének helyi erősségét. ' Hogyan tudnám megtalálni?
Válasz
A megfelelő tekercs előállításának legegyszerűbb módja kísérleti. Végül is, amit akar, az nem a mágnes precíziós mérése, de csak annyit szeretne, hogy előállítsa a szükséges villamos energiát a LED-hez, és ehhez nincs szüksége matematikára. Egyszerűen készítsen tekercset, amely kielégíti a geometriáját drót ésszerű ellenállással. Ebben az esetben úgy becsülném, hogy egy 1-10 Ohmm ellenállású tekercs valószínűleg eljut oda. Adjon meg fordulókat, és nézze meg, hogy a LED vizuálisan világosabb-e. Addig add tovább, amíg elégedett nem leszel az eredménnyel. Ha a A nagyobb tekercs rosszabb eredményt hoz, fordítson el néhány fordulatot, amíg boldog nem leszel.
Amikor utoljára ilyesmit tettem, az intuícióm a kívánt eredmény 10% -án belül ért el … mindenféle nélkül számítás. És hogyan juthat hozzá egy ilyen megérzéshez? Ha megragad egy drótdarabot, és megpróbálja, amíg a kívánt dolog nem úgy működik, ahogy akarja! Egy idő után elég jól meg tudja becsülni, hogyan kell ezeket a dolgokat folytatni.
Most … ezt nem egy mérnök fogja csinálni, de ez nagyjából egy exp az erimentikus fizikus egy ilyen, nem kritikus alkalmazáshoz fog tenni.
Válasz
Elméleti háttér
Ha elegendő a mágneses erő megméréséhez relatív egységekben – $ szempontjából g $ “erő”, akkor itt van egy nagyon egyszerű módszer.
Ragasszon kicsi mágneseket egy hosszú egyenes vonalba, tegye az asztalra, és lassan tolja előre azt a vonalat az asztal széle fölött, amíg valamilyen N-th mágneslánc integritása megszakad, és először N mágnes a földre esik a gravitáció miatt.
Sémák:
A fő egyenlet, amelyet itt megoldunk, az a tény, hogy a “töréspont” közelében a COM lefelé eső nyomatéka megegyezik 1 mágneses kocka húzóerejének nyomatékával:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ és a $ a $ megoldása a következőket adja: $$ a = N ^ 2g $$
Ez azt jelenti, hogy a mágneses mező vontatási erejének $ g $ szempontjából történő értékeléséhez csak meg kell számolnia a mágneses kockák minimumát, ejtse le őket (kifejezés $ N $ az egyenletben)!
Kísérleti értékelés
Neodímium mágnesek esetében i “mértük, hogy $ N = 23 $ , ez azt jelenti, hogy a neodímium mágnesek húzóereje egyenlő $ 529g $ erőhöz.
A neodímium mágnesek specifikációja szerint:
Az előrejelzett elméleti mágneses erősséghibám csak $ \ pm 0,2 $ %
Remélem, hogy segít!