Como fazer facilmente, usando DIY equipamento mede a força do campo magnético gerado por um ímã permanente?
Estreitando a “linguagem solta” do acima:
força do campo magnético: ou densidade de fluxo B em determinado ponto em relação ao ímã ou fluxo magnético Φ B sobre a área cercada por um laço feito de arame – o que for mais fácil de medir, qualquer um deles está bom.
Equipamento padrão de DIY: utensílios domésticos comumente encontrados, ferramentas rudimentares de conserto. Ferramentas de solda, multímetro, peças eletrônicas simples ou talvez um dinamômetro baseado em mola fácil de fazer – qualquer coisa dessa classe de complexidade.
A distância de medição é tal que o campo é facilmente perceptível por meio dos métodos mais simples. outro ímã segurado exerce força perceptível – distância de talvez 5 cm de distância, no máximo.
A medição não precisa ser muito precisa – um erro da ordem de 50% é bastante aceitável. Simplicidade é preferível à precisão .
Justificativa: tentando estimar qual bobina eu preciso para gerar quantidade suficiente de energia para acender um LED com um gerador sem fricção baseado nesse ímã (sabendo a velocidade de movimento do ímã e a localização da bobina em relação a o caminho do ímã). Se você conhece outros métodos simples de fazer isso (sem a necessidade de medir o campo), eles também são bem-vindos.
Comentários
- Uma bússola magnética oscila antes de se alinhar com um campo magnético. O quadrado da frequência é proporcional à intensidade do campo. Observe a intensidade e a inclinação do campo terrestre em sua área e use o componente horizontal para calibrar sua bússola.
Resposta
Para o que é worth: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – um dispositivo feito em casa baseado em um dispositivo de efeito Hall – por cerca de US $ 40.
Comentários
- Isso ' é muito bom – eu ' aceitarei se ninguém vier com algo ainda mais simples.
Resposta
O método mais fácil é colocar um bússola magnética em um dos eixos de simetria do ímã e oriente a bússola e o ímã de forma que o campo do ímã seja perpendicular aos da Terra. Então, a tangente do ângulo de deflexão é igual à proporção dos campos.
Comentários
- Isso ' é bacana, embora provavelmente seja mais adequado para campos mais fracos. Ainda assim – para saber o valor absoluto do campo a partir da razão, eu deveria saber a força local do campo magnético da terra '. Como eu faria para encontrá-lo?
Resposta
A maneira mais fácil de fazer uma bobina adequada é experimental. Afinal, o que você quer não é uma medição precisa do ímã, mas tudo que você quer é gerar a eletricidade necessária para o seu LED e você não precisa de matemática para isso. Basta fazer uma bobina que satisfaça sua geometria a partir de alguns fio com resistência razoável. Neste caso, eu estimaria que uma bobina com cerca de 1-10Ohm de resistência provavelmente o levará até lá. Adicione voltas e veja se o LED fica visualmente mais brilhante. Continue adicionando até ficar satisfeito com o resultado. Se o bobina maior produz um resultado inferior, dê algumas voltas até ficar feliz …
A última vez que fiz algo assim, minha intuição me levou a 10% do resultado exigido … sem nenhum cálculo. E como você consegue uma intuição dessas? Pegando um pedaço de arame e tentando até que o que você quer funcione do jeito que você quer! Depois de algum tempo, você ficará muito bom em estimar como fazer essas coisas.
Agora … isso não é o que um engenheiro fará, mas é basicamente o que um exp físico erimental fará para uma aplicação não crítica como esta.
Resposta
Fundamentos teóricos
Se é o suficiente para medir a força do ímã em unidades relativas – em termos de $ g $ “force”, então aqui está um método muito fácil.
Cole pequenos ímãs em uma longa linha reta, coloque-os sobre uma mesa e lentamente empurre essa linha para frente sobre a borda da mesa, até que em algum N-th integridade da corrente de ímã se quebre e primeiro N ímãs cairão no solo devido à gravidade.
Esquemas:
A equação principal que iremos resolver aqui é o fato de que próximo ao “ponto de ruptura”, o torque do COM caindo é igual ao torque de 1 força de tração do cubo magnético:
Isso significa que para avaliar a força de tração do campo magnético em termos de $ g $ , você só precisa contar o mínimo de cubos magnéticos necessários para derrubá-los (termo $ N $ na equação)!
Avaliação experimental
Para ímãs de neodímio, i “medimos que $ N = 23 $ , isso significa que os ímãs de neodímio têm força de tração igual para $ 529g $ force.
De acordo com as especificações dos ímãs de neodímio de pesca:
Meu erro teórico de força magnética previsto é de apenas $ \ pm 0,2 $ %
Espero que ajude!