표준 DIY a를 사용하여 쉽게하는 방법 > 장비는 영구 자석에 의해 생성 된 자기장의 강도를 측정합니까?
위의 “느슨한 언어”를 좁 히면 :
자기장의 강도 : 자속 밀도 B 와이어로 만든 루프로 둘러싸인 영역에서 자석 또는 자속 Φ B 를 기준으로 주어진 지점에서 -어느 쪽이든 측정하기 더 쉬운 쪽은 괜찮습니다.
표준 DIY 장비 : 일반적으로 발견되는 가정 용품, 초보적인 땜질 도구. 납땜 도구, 멀티 미터, 간단한 전자 부품 또는 쉽게 만들 수있는 스프링 기반 동력계 (이러한 종류의 복잡성)
측정 거리는 가장 간단한 방법을 통해 필드를 쉽게 알아볼 수 있도록합니다. 손에 들고있는 또 다른 자석은 지각 할 수있는 힘을 발휘합니다. 거리는 최대 5cm 정도입니다.
측정이 매우 정확할 필요는 없습니다. 50 % 정도의 오차가 허용됩니다. 정확도보다 단순함이 선호됩니다. .
이론 : 자석을 기반으로 마찰이없는 발전기로 LED를 비추기 위해 충분한 양의 전력을 생성하는 데 필요한 코일을 추정하려고합니다 (자석의 이동 속도와 코일의 상대적인 위치 파악). 자기장을 측정 할 필요없이 다른 간단한 방법을 알고 있다면 그들도 환영합니다.
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- 자기 나침반은 자기장과 정렬되기 전에 진동합니다. 주파수의 제곱은 자기장 강도에 비례합니다. 해당 지역의 지구 자기장의 강도와 강하를 확인하고 수평 요소를 사용하여 보정합니다. 당신의 나침반.
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정말 가치 : http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm -홀 효과 장치를 기반으로 한 집에서 만든 장치-약 $ 40.
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- ' 꽤 멋져요-나 ' 아무도 더 단순한 것을 생각해 내지 않으면 받아 들일 것입니다.
답변
가장 쉬운 방법은 자석의 대칭 축 중 하나에 자기 나침반을 배치하고 나침반과 자석의 방향을 자석의 자기장이 지구에 수직이되도록합니다. 그러면 편향 각도의 접선은 필드의 비율과 같습니다.
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- 그 '는 멋지지만 약한 분야에 적합 할 것입니다. 그래도 비율에서 자기장의 절대 값을 알기 위해서는 지구 자기장의 국소 강도를 알아야합니다 '. 어떻게 찾을 수 있습니까?
답변
적절한 코일을 만드는 가장 쉬운 방법은 실험적인 것입니다. 결국 원하는 것은 자석의 정밀한 측정이 아닙니다.하지만 원하는 것은 LED에 필요한 전기를 생성하는 것뿐입니다. 이에 대한 수학이 필요하지 않습니다. 간단히 일부에서 형상을 만족하는 코일을 만드십시오. 이 경우 저항이 약 1 ~ 10Ohm 인 코일을 사용하면 아마 도착할 것으로 예상됩니다. 회전을 추가하고 LED가 시각적으로 밝아 지는지 확인합니다. 결과에 만족할 때까지 계속 추가합니다. 더 큰 코일은 열등한 결과를 낳습니다. 행복 할 때까지 조금씩 돌리십시오 …
마지막으로 이런 일을했을 때, 제 직감이 필요한 결과의 10 % 이내를 얻었습니다 … 그런 직관을 어떻게 얻을 수 있습니까? 와이어를 잡고 원하는대로 작동 할 때까지 시도하면됩니다. 시간이 지나면 이러한 작업을 수행하는 방법을 예측하는 데 상당히 능숙해질 것입니다.
이제 … 그것은 엔지니어가 할 일이 아니지만, 그것은 거의 경험이있는 일입니다. 기초 물리학자는 이와 같이 중요하지 않은 응용 프로그램을 수행합니다.
답변
이론적 배경
If 상대 단위 – $ 기준으로 자석 강도를 측정하는 것으로 충분합니다. g $ “force”, 다음은 매우 쉬운 방법입니다.
작은 자석을 긴 직선으로 붙인 다음 테이블에 놓고 테이블 가장자리 위로 천천히 그 선을 앞으로 밀어 N-th
자석 체인의 무결성이 끊어 질 때까지 먼저 N 개의 자석은 중력으로 인해 땅으로 떨어집니다.
회로도 :
여기서 풀어야 할 주요 방정식은 “파 단점”근처에서 아래로 떨어지는 COM의 토크가 자석 큐브 견인력의 토크와 같다는 사실입니다.
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , $$ L = \ frac {dN} {2로 대체 } $$ 및 $ a $ 을 (를) 해결하면 다음을 제공합니다. $$ a = N ^ 2g $$
이는 $ g $ 의 관점에서 자기장 견인력을 평가하기 위해 필요한 최소한의 자기 큐브를 계산하면된다는 것을 의미합니다. 아래로 떨어 뜨리십시오 (방정식에서 용어 $ N $ )!
실험 평가
네오디뮴 자석의 경우, i “ $ N = 23 $ 을 측정했습니다. 이것은 네오디뮴 자석이 다음과 같은 견인력을 가짐을 의미합니다. $ 529g $ 강제로.
다음 낚시 네오디뮴 자석 사양에 따르면 :
내 예상 이론적 자석 강도 오류는 $ \ pm 0.2 $ % p입니다. >
도움이 되길 바랍니다!