Magneteid leidub tavaliselt mootorites, dünamodes, külmikutes, krediit- ja deebetkaartides ning elektroonikaseadmetes, nagu elektrikitarri pikapid, stereokõlarid ja arvuti kõvakettad. Need võivad olla kas püsimagnetid, mis on valmistatud looduslikult magnetilistest raua või sulamite vormidest, või elektromagnetid. Elektromagnetid loovad magnetvälja, kui elektrivool juhitakse läbi raudsüdamiku ümber mähitud traadipooli. Magnetväljade tugevust mõjutavad mitmed tegurid ja mitu võimalust nende väljade tugevuse määramiseks, mõlemat kirjeldatakse allolevas artiklis.
1
Mõelge magneti omadustele. Magnetomadusi kirjeldatakse järgmiste tunnuste abil: Koertsiivmagnetvälja tugevus, lühend Hc. See tähistab punkti, kus magneti saab teise magnetvälja abil demagnetiseerida (degaseerida). Mida suurem see arv, seda keerulisem on magneti degauseerimine. Jääkmagnetvoo tihedus, lühendatult Br. See on maksimaalne magnetvoog, mida magnet võib tekitada. Magnetvoo tihedusega on seotud üldine energiatihedus, lühendatult Bmax. Mida suurem see arv on, seda võimsam on magnet. Jääkmagnetvoo tiheduse temperatuurikoefitsient, lühendina Tcoef of Br ja väljendatuna protsendina Celsiuse kraadidest, kirjeldab, kuidas magnetvoog magneti temperatuuri tõustes väheneb. Br Tcoef 0,1 tähendab, et kui magneti temperatuur tõuseb 100 kraadi Celsiuse järgi (180 kraadi Fahrenheiti järgi), väheneb selle magnetvoog 10 protsenti. Maksimaalne töötemperatuur (lühendatult Tmax) on kõrgeim temperatuur, millel magnetit saab kasutada ilma kaotamata mis tahes selle väljatugevust. Kui temperatuur langeb alla Tmax, taastub magnet kogu väljatugevuse. Kui magneti kuumutatakse üle Tmax, kaotab see pärast normaalse töötemperatuurini jahutamist jäädavalt osa oma väljatugevusest. Kui aga magnet kuumutatakse Curie temperatuurini (lühendatult Tcurie), muutub see demagnetiseerituks.
2
Pange tähele materjali, millest püsimagnet on valmistatud. Püsimagnetid on tavaliselt valmistatud ühest järgmistest materjalidest: neodüüm raudboor. Sellel on suurim magnetvoo tihedus (12 800 gaussi), koertsiivmagnetvälja tugevus (12 300 oersted) ja üldine energiatihedus (40). Sellel on madalaim maksimaalne töötemperatuur ja Curie temperatuur, vastavalt 150 kraadi Celsiuse järgi (302 kraadi Fahrenheiti) ja 310 kraadi Celsiuse järgi (590 kraadi Fahrenheiti järgi) ning temperatuurikoefitsient -0,12. Samariumi koobaltil on järgmine kõrgeim koertsiivväljatugevus, kell 9200 oersted. Kuid selle magnetvoo tihedus on 10 500 gaussi ja üldine energiatihedus 26. Selle maksimaalne töötemperatuur on palju kõrgem kui neodüümraudboori puhul 300 kraadi Celsiuse järgi (572 kraadi Fahrenheiti järgi), nagu ka selle Curie temperatuur 750 kraadi Celsiuse järgi ( 1382 kraadi Fahrenheiti). Selle temperatuurikoefitsient on 0,04. Alnico on alumiiniumi-nikli-koobalti sulam. Selle magnetvoo tihedus on lähedane neodüümraudboori (12 500 gaussi) omale, kuid koertsitiivne magnetvälja tugevus (640 oersted) on palju väiksem ja sellest tulenevalt ka üldine energiatihedus vaid 5,5. Sellel on kõrgem maksimaalne töötemperatuur kui samariumkoobaltil, 540 kraadi Celsiuse järgi (1004 kraadi Fahrenheiti järgi), samuti kõrgem Curie temperatuur 860 kraadi Celsiuse järgi (1580 kraadi Fahrenheiti järgi) ja temperatuurikoefitsient 0,02. Keraamilistel ja ferriitmagnetitel on palju väiksemad voolutihedused ja üldised energiatihedused kui teistel materjalidel, 3900 gaussi ja 3,5 juures. Nende magnetvoo tihedus on aga palju parem kui alnicol (3200 oersted). Nende maksimaalne töötemperatuur on samariumi koobalti oma, kuid nende Curie temperatuur on palju madalam, 460 kraadi Celsiuse järgi (860 kraadi Fahrenheiti järgi) ja nende temperatuurikoefitsient on -0,2. Seetõttu kaotavad nad kuumuse käes väljatugevuse kiiremini kui ükski teine materjal.
3
Loendage elektromagneti mähise pöörete arv. Mida rohkem mähis keerleb südamiku pikkuse kohta, seda suurem on magnetvälja tugevus. Kaubanduslikel elektromagnetitel on suured südamikud ühest ülalkirjeldatud magnetmaterjalist ja nende ümber suured poolid. Lihtsa elektromagneti saab aga valmistada, kui keerata traadi mähis ümber naela ja kinnitada selle otsad 1,5-voldise aku külge.
4
Kontrollige elektromagnetmähist läbiva voolu suurust. Selleks kasutage multimeetrit. Mida tugevam on vool, seda tugevam on genereeritav magnetväli. Amper-pööre meetri kohta on teine meetermõõdustik magnetvälja tugevuse mõõtmiseks. See näitab, kuidas voolu, poolide arvu või mõlema suurendamisel suureneb magnetvälja tugevus.
5
Valmistage vardamagneti jaoks hoidik. Lihtsa magnetihoidja saad teha pesulõksu ja paberist või vahtpolüstüroolist tassi kasutades. See meetod sobiks algkooliealistele õpilastele magnetväljade tundmaõppimiseks. Kinnitage pesulõksu üks pikem ots tassi põhja. Asetage tass koos kinnitatud pesunõelaga tagurpidi lauale. Sisestage magnet pesulõks.
6
Painutage kirjaklamber konksu sisse. Lihtsaim viis seda teha on tõmmata kirjaklambri välimine ots välja. Peate saama konksu külge riputada rohkem kirjaklambreid.
7
Magneti tugevuse mõõtmiseks lisage täiendavaid kirjaklambreid. Puudutage painutatud kirjaklambrit ühe pooluse magnetiga. Konksuosa peaks vabalt rippuma. Riputage konksu külge kirjaklambrid. Jätkake seda seni, kuni klambrite kaal põhjustab konksu kukkumise.
8
Pange tähele kirjaklambrite arvu, mille tõttu konks maha kukkus. Kui olete lisanud piisava arvu kirjaklambreid ja konks magnetilt maha kukub, kirjutage hoolikalt üles kirjaklambrite täpne arv, mille tõttu see juhtus.
9
Lisage magneti poolusele maalriteip. Asetage 3 väikest riba maalriteipi magneti vardale ja riputage konks uuesti selle külge.
10
Lisage konksule kirjaklambreid, kuni see magnetilt maha kukub. Korrake eelmist meetodit kirjaklambrite riputamiseks algse kirjaklambri konksu külge, kuni see lõpuks magnetilt maha kukub.
11
Pane kirja, mitu klippi kulus, et konks seekord kukkuda. Märkige kindlasti üles nii maalriteibi ribade kui ka kasutatud kirjaklambrite arv.
12
Korrake eelmisi samme mitu korda rohkemate maalriteibi ribadega. Iga kord märkige üles kirjaklambrite arv, mis kulus konksu magneti küljest lahti kukkumiseks. Peaksite märkama, et ribade lisamisel kulus konksu maha kukkumiseks järjest vähem klambreid.
13
Arvutage lähte- või algpinge. Seda saab teha gaussmeetri, tuntud ka kui magnetomeetri või EMF-detektori (elektromagnetvälja detektor), abil, mis on käeshoitav seade, mis mõõdab magnetvälja tugevuse tugevust ja suunda. Neid on lihtne osta ja neid on lihtne kasutada. Gaussmeetri meetod sobib keskkooli- ja gümnaasiumiõpilastele magnetväljade õpetamiseks. Selle kasutamist alustage järgmiselt. Määrake maksimaalseks loetavaks pingeks 10 volti alalisvoolu. Lugege pingenäitu nii, et arvesti ei oleks magnetist eemal. See on lähte- või algpinge, mis on esitatud kui V0.
14
Puudutage arvesti andurit ühe magneti pooluse külge. Mõnel gaussmeetril on see andur, mida nimetatakse Halli anduriks, integreeritud vooluahela kiibile, nii et puudutate magneti poolust anduriga.
15
Salvestage uus pinge. V1 tähistab pinge kas üles või alla, sõltuvalt sellest, milline magneti poolus puudutab Halli andurit. Kui pinge tõuseb, puudutab andur magneti lõunapoolset poolust. Kui pinge langeb, puudutab andur magneti põhjapoolset poolust.
16
Leia erinevus algse ja uue pinge vahel. Kui andur on kalibreeritud millivoltides, jagage millivoltidelt voltideks teisendamiseks 1000-ga.
17
Jagage tulemus anduri tundlikkuse väärtusega. Näiteks kui anduri tundlikkus on 5 millivolti gaussi kohta, jagaksite 5-ga. Kui selle tundlikkus on 10 millivolti gaussi kohta, jagaksite 10-ga. Saadud väärtus on magneti väljatugevus gauss.
18
Korrake seda, et testida väljatugevust erinevatel kaugustel magnetist. Asetage andur teatud kaugusele magneti poolusest ja registreerige tulemused.