Come farlo facilmente, utilizzando lo standard fai da te lapparecchiatura misura la forza del campo magnetico generato da un magnete permanente?
Restringendo il “linguaggio sciolto” di cui sopra:
intensità del campo magnetico: o densità di flusso B in un determinato punto relativo al magnete o al flusso magnetico Φ B sullarea racchiusa da un anello di filo – a seconda di quale sarà più facile da misurare, va bene uno di questi.
Attrezzatura fai-da-te standard: articoli per la casa comunemente trovati, strumenti di armeggiare rudimentali. Strumenti di saldatura, multimetro, semplici parti elettroniche o forse un dinamometro a molla facile da realizzare: qualsiasi cosa di questa classe di complessità.
La distanza di misurazione è tale che il campo è facilmente percepibile attraverso metodi più semplici, ad es. un altro magnete tenuto in mano esercita una forza percettibile – a una distanza di circa 5 cm al massimo.
La misurazione non deve essere molto accurata – un errore dellordine del 50% è abbastanza accettabile. La semplicità è preferita alla precisione .
Razionale: provando a stimare quale bobina mi serve per generare una quantità di energia sufficiente per accendere un LED con un generatore senza attrito basato su quel magnete (conoscendo la velocità di movimento del magnete e la posizione della bobina rispetto a il percorso del magnete). Se conosci altri semplici metodi per farlo (senza bisogno di misurare il campo), sono i benvenuti anche loro.
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- Una bussola magnetica oscillerà prima di allinearsi con un campo magnetico. Il quadrato della frequenza è proporzionale allintensità del campo. Cerca lintensità e la caduta del campo terrestre nella tua zona e utilizza la componente orizzontale per calibrare la tua bussola.
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Per quello che è vale: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – un dispositivo fatto in casa basato su un dispositivo con effetto Hall – per circa $ 40.
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- Questo ‘ è carino – I ‘ accetto se nessuno esce con qualcosa di ancora più semplice.
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Il metodo più semplice è mettere un bussola magnetica su uno degli assi di simmetria del magnete e orientare la bussola e il magnete in modo tale che il campo del magnete sia perpendicolare alla terra. Quindi la tangente dellangolo di deflessione è uguale al rapporto tra i campi.
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- That ‘ s nifty, anche se probabilmente più adatto per campi più deboli. Tuttavia, per conoscere il valore assoluto del campo dal rapporto dovrei conoscere la forza locale del campo magnetico della terra ‘. Come potrei trovarlo?
Risposta
Il modo più semplice per creare una bobina adatta è sperimentale. Dopotutto, ciò che desideri non è una misurazione di precisione del magnete, ma tutto ciò che desideri è generare lelettricità necessaria per il tuo LED e non hai bisogno di calcoli matematici per questo. Crea semplicemente una bobina che soddisfi la tua geometria con alcuni filo con una resistenza ragionevole. In questo caso, stimerei che una bobina con una resistenza di circa 1-10 Ohm probabilmente ti porterà lì. Aggiungi giri e vedi se il LED diventa visivamente più luminoso. Continua ad aggiungere finché non sei soddisfatto del risultato. Se il la bobina più grande produce un risultato inferiore, allontanati un po finché non sei felice …
Lultima volta che ho fatto qualcosa del genere, la mia intuizione mi ha portato entro il 10% del risultato richiesto … calcolo. E come si fa a ottenere unintuizione del genere? Afferrando un pezzo di filo e provando fino a quando quello che vuoi non funziona come vuoi! Dopo un po di tempo diventerai abbastanza bravo a stimare come fare queste cose.
Ora … non è quello che farà un ingegnere, ma è più o meno quello che un exp fisico erimentale farà per unapplicazione non critica come questa.
Risposta
Background teorico
Se è sufficiente misurare la forza del magnete in unità relative – in termini di $ g $ “force”, ecco un metodo molto facile.
Attacca piccoli magneti in una lunga linea retta, mettili su un tavolo e spingi lentamente quella linea in avanti sul bordo del tavolo, finché ad alcuni N-th lintegrità della catena del magnete si romperà e prima N magneti cadranno a terra a causa della gravità.
Schemi:
Lequazione principale che risolveremo qui è il fatto che vicino al “punto di rottura”, la coppia del COM che cade è uguale alla coppia della forza di trazione di 1 cubo magnetico:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , che sostituisce $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ e risolvendo per $ a $ , si ottiene: $$ a = N ^ 2g $$
Ciò significa che per valutare la forza di trazione del campo magnetico in termini di $ g $ devi solo contare il minimo di cubi magnetici richiesti per fateli cadere (termine $ N $ nellequazione)!
Valutazione sperimentale
Per i magneti al neodimio, i “ho misurato che $ N = 23 $ , questo significa che i magneti al neodimio hanno una forza di trazione uguale a $ 529g $ forza.
Secondo queste specifiche dei magneti al neodimio da pesca:
Lerrore teorico della forza del magnete previsto è solo $ \ pm 0,2 $ %
Spero che questo aiuti!