Jak łatwo, używając standardowego Zrób to sam sprzęt mierzy siłę pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes stały?
Zawężenie „luźnego języka” powyższego:
siła pola magnetycznego: albo gęstość strumienia B w danym punkcie względem magnesu lub strumienia magnetycznego Φ B nad obszarem otoczonym pętlą wykonaną z drutu – cokolwiek będzie łatwiejsze do zmierzenia, każde z nich jest w porządku.
standardowe wyposażenie dla majsterkowiczów: powszechnie spotykane artykuły gospodarstwa domowego, podstawowe narzędzia majsterkowania. Lutownice, multimetr, proste części elektroniczne, a może łatwy do wykonania dynamometr sprężynowy – wszystko o tej klasie złożoności.
Odległość pomiaru jest taka, że pole jest łatwo zauważalne najprostszymi metodami np. inny magnes trzymany w dłoni wywiera dostrzegalną siłę – odległość może najwyżej 5 cm.
Pomiar nie musi być bardzo dokładny – błąd rzędu 50% jest całkiem akceptowalny. Prostota jest preferowana nad dokładnością .
Uzasadnienie: próba oszacowania, jakiej cewki potrzebuję, aby wygenerować wystarczającą ilość mocy, aby oświetlić diodę LED za pomocą beztarciowego generatora opartego na tym magnesie (znając prędkość ruchu magnesu i położenie cewki względem ścieżka magnesu). Jeśli znasz inne proste metody wykonywania tego (bez potrzeby pomiaru pola), to one również są mile widziane.
Komentarze
- Kompas magnetyczny będzie oscylował, zanim ustawi się w linii z polem magnetycznym. Kwadrat częstotliwości jest proporcjonalny do natężenia pola. Sprawdź natężenie i spadek pola ziemskiego w Twojej okolicy i użyj składowej poziomej do kalibracji Twój kompas.
Odpowiedz
Po co warte: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – domowe urządzenie oparte na efekcie Halla – za około 40 USD.
Komentarze
- To ' jest całkiem fajne – ja ' Zaakceptuję, jeśli nikt nie wymyśli czegoś prostszego.
Odpowiedź
Najłatwiejszą metodą jest umieszczenie kompas magnetyczny na jednej z osi symetrii magnesu i ustaw kompas i magnes w taki sposób, aby pole magnesu było prostopadłe do ziemi. Wtedy styczna kąta odchylenia jest równa stosunkowi pól.
Komentarze
- That ' s ładne, chociaż prawdopodobnie lepiej nadaje się do słabszych pól. Mimo to – aby poznać bezwzględną wartość pola ze stosunku, powinienem znać lokalną siłę ' pola magnetycznego Ziemi. Jak bym się zabrał, żeby go znaleźć?
Odpowiedź
Najłatwiejszym sposobem wykonania odpowiedniej cewki jest eksperyment. W końcu nie chcesz precyzyjnego pomiaru magnesu, ale chcesz tylko wygenerować niezbędną energię elektryczną dla swojej diody LED i nie potrzebujesz do tego żadnej matematyki. Po prostu wykonaj cewkę, która spełnia twoją geometrię z niektórych drut z rozsądną rezystancją. W tym przypadku oszacowałbym, że prawdopodobnie dostaniesz się tam cewką o rezystancji około 1-10 Ohm. Dodaj zwoje i zobacz, czy dioda LED stanie się wizualnie jaśniejsza. Kontynuuj dodawanie, aż będziesz zadowolony z wyniku. Jeśli większa cewka daje gorszy wynik, odejdź kilka obrotów, aż będziesz szczęśliwy …
Kiedy ostatnio robiłem coś takiego, moja intuicja doprowadziła mnie do 10% wymaganego wyniku … bez żadnego obliczenia. A jak uzyskać taką intuicję? Chwytając kawałek drutu i próbując, aż to, co chcesz, zadziała tak, jak chcesz! Po pewnym czasie będziesz całkiem dobry w oszacowaniu, jak sobie z tym poradzić.
Teraz … to nie jest to, co zrobi inżynier, ale to w zasadzie doświadczenie fizyk eksperymentalny zrobi to dla tak niekrytycznej aplikacji.
Odpowiedź
Podstawy teoretyczne
Jeśli wystarczy zmierzyć siłę magnesu w jednostkach względnych – w kategoriach $ g $ „force”, oto bardzo metoda.
Przyklej małe magnesy w długą, prostą linię, połóż je na stole i powoli przesuwaj tę linię do przodu nad krawędzią stołu, aż przy jakimś N-th łańcuch magnesu pęknie, a najpierw Magnesy N spadną na ziemię pod wpływem grawitacji.
Schemat:
Głównym równaniem, które tutaj rozwiążemy, jest fakt, że w pobliżu „punktu zerwania” moment opadania COM jest równy momentowi siły pociągowej 1 sześcianu magnesu:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , zastępując $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ i rozwiązanie dla $ a $ , daje: $$ a = N ^ 2g $$
Oznacza to, że do oceny siły trakcji pola magnetycznego w kategoriach $ g $ wystarczy policzyć minimum kostek magnetycznych wymaganych do upuść je (termin $ N $ w równaniu)!
Ocena eksperymentalna
Dla magnesów neodymowych, ja „Ve zmierzył, że $ N = 23 $ , oznacza to, że magnesy neodymowe mają siłę uciągu równą na siłę 529g $ .
Zgodnie z tą specyfikacją wędkarskich magnesów neodymowych:
Mój przewidywany teoretyczny błąd siły magnesu wynosi tylko $ \ pm 0,2 $ %
Mam nadzieję, że to pomoże!