Cum se face cu ușurință, folosind standardul DIY echipamentele măsoară puterea câmpului magnetic generat de un magnet permanent?
Reducerea „limbajului liber” din cele de mai sus:
puterea câmpului magnetic: fie densitatea fluxului B la un punct dat în raport cu magnetul sau fluxul magnetic Φ B peste zona închisă de o buclă din sârmă – oricare dintre acestea va fi mai ușor de măsurat, oricare dintre acestea este în regulă.
Echipament de bricolaj standard: obiecte de uz casnic întâlnite în mod obișnuit, instrumente rudimentare de bricolaj. Instrumente de lipit, multimetru, piese electronice simple sau poate un dinamometru cu arc ușor de realizat – orice din această clasă de complexitate.
Distanța de măsurare este de așa natură încât câmpul este ușor de remarcat prin cele mai simple metode de ex. un alt magnet ținut în mână exercită o forță perceptibilă – distanță de cel mult 5 cm distanță cel mult.
Măsurarea nu trebuie să fie foarte precisă – eroarea de ordinul a 50% este destul de acceptabilă. Simplitatea este preferată față de acuratețe .
Justificare: încercarea de a estima ce bobină am nevoie pentru a genera o cantitate suficientă de energie pentru a aprinde un LED cu un generator fără frecare bazat pe acel magnet (cunoașterea vitezei de mișcare a magnetului și a locației bobinei în raport cu calea magnetului). Dacă cunoașteți alte metode simple de a face acest lucru (fără a fi nevoie de măsurarea câmpului), sunt binevenite și ele.
Comentarii
- O busolă magnetică va oscila înainte de a se alinia cu un câmp magnetic. Pătratul frecvenței este proporțional cu intensitatea câmpului. Căutați puterea și scufundarea câmpului pământului în zona dvs. și utilizați componenta orizontală pentru a calibra busola ta.
Răspuns
Pentru ce este valoare: http://www.coolmagnetman.com/magmeter.htm – un dispozitiv de casă bazat pe un dispozitiv cu efect Hall – pentru aproximativ 40 USD.
Comentarii
- Că ‘ e destul de frumos – Eu ‘ Accept dacă nimeni nu vine cu ceva chiar mai simplu.
Răspuns
Cea mai ușoară metodă este să puneți un busola magnetică pe una dintre axele de simetrie ale magnetului și orientați busola și magnetul astfel încât câmpul magnetului să fie perpendicular pe pământ. Apoi, tangenta unghiului de deviere este egală cu raportul câmpurilor.
Comentarii
- Că ‘ s ingenios, deși probabil mai potrivit pentru câmpuri mai slabe. Totuși – pentru a cunoaște valoarea absolută a câmpului din raportul ar trebui să cunosc puterea locală a pământului ‘ s câmpul magnetic. Cum aș merge să-l găsesc?
Răspuns
Cel mai simplu mod de a face o bobină adecvată este experimental. La urma urmei, ceea ce doriți nu este o măsurare de precizie a magnetului, dar tot ce doriți este să generați electricitatea necesară pentru LED-ul dvs. și nu aveți nevoie de matematică pentru asta. Pur și simplu faceți o bobină care să vă satisfacă geometria din unele sârmă cu rezistență rezonabilă. În acest caz, aș estima că o bobină cu rezistență de aproximativ 1-10Ohm vă va duce probabil acolo. Adăugați viraje și vedeți dacă LED-ul devine mai luminos vizual. Continuați să adăugați până când sunteți mulțumit de rezultat. Dacă o bobină mai mare produce un rezultat inferior, ia câteva întoarceri până când ești fericit …
Ultima dată când am făcut așa ceva, intuiția mea m-a adus la 10% din rezultatul necesar … fără calcul. Și cum obțineți o astfel de intuiție? Apucând o bucată de sârmă și încercând până ce ceea ce doriți funcționează așa cum doriți! După ceva timp, veți fi destul de priceput la estimarea modului de a face aceste lucruri.
Acum … asta nu este ceea ce va face un inginer, dar asta este cam ceea ce este un exp fizicianul erimental va face pentru o aplicație non-critică ca aceasta.
Răspuns
Fundament teoretic
Dacă este suficient pentru a măsura puterea magnetului în unități relative – în termeni de $ g $ „forță”, apoi iată o metodă foarte ușoară.
Lipiți magneți mici într-o linie dreaptă lungă, puneți-l pe o masă și împingeți încet acea linie înainte peste marginea mesei, până când la o anumită N-th integritatea lanțului magnetic se va rupe și mai întâi N magneți vor cădea la sol din cauza gravitației.
Scheme:
Principala ecuație pe care o vom rezolva aici este faptul că, în apropierea „punctului de rupere”, cuplul COM care coboară este egal cu cuplul forței de tracțiune a unui cub magnetic:
$$ NmgL = \ frac {d} {2} ma $$ , înlocuind $$ L = \ frac {dN} {2 } $$ și rezolvarea pentru $ a $ , dă: $$ a = N ^ 2g $$
Aceasta înseamnă că pentru evaluarea forței de tracțiune a câmpului magnetic în termeni de $ g $ trebuie doar să numărați minimum de cuburi magnetice necesare pentru cădeați-le jos (termen $ N $ în ecuație)!
Evaluare experimentală
Pentru magneții de neodim, i „Am măsurat că $ N = 23 $ , aceasta înseamnă că magneții de neodim au forța de tracțiune egală cu la $ 529g $ forță.
Conform acestor specificații magneți de neodim de pescuit:
Eroarea teoretică a puterii magnetului este doar $ \ pm 0.2 $ %
Sper că vă va ajuta!