نئومغناطیسها، چه در کاربردهای صنعتی استفاده شوند و چه در محصولاتی که در خانه دارید، میدان مغناطیسی ایجاد میکنند که میتواند تا حدی قوی باشد یا ضعیف. دانستن نحوه اندازهگیری این شدت مهم است، بهویژه زمانی که از مغناطیسها در کاربردهایی استفاده میکنید که قابلیت اعتماد و عملکرد حیاتی است. در این راهنما، درباره راههای اندازهگیری شدت یک مغناطیس، واحدهای مختلفی که میتوانید استفاده کنید و روشهایی که میتوانید با دقت انجام دهید صحبت خواهیم کرد.
انواع مغناطیسها: دائمی در مقابل الکترومغناطیسها
قبل از اینکه به نحوه اندازهگیری شدت یک مغناطیس بپردازیم، باید در مورد دو نوع مغناطیس صحبت کنیم: مغناطیسهای دائمی و الکترومغناطیسها.
مغناطیسهای دائمی پس از اینکه مغناطیس شدند تا همیشه مغناطیده باقی میمانند.
الکترومغناطیسها فقط زمانی میدان مغناطیسی ایجاد میکنند که برق به آنها وصل باشد. وقتی برق را از آنها میکشید، خاموش میشوند.
معیارهای اندازهگیری شدت مغناطیسی
شما میتوانید شدت مغناطیسی را با استفاده از واحدهای مختلف اندازهگیری کنید. در اینجا رایجترین واحدهایی که با آنها روبهرو خواهید شد آمدهاند:
- تسلا (ت): تسلا واحد استاندارد برای اندازهگیری چگالی میدان مغناطیسی یا شار باقیمانده آن است. این واحد میتواند بهروشهای مختلفی با استفاده از واحدهای علمی دیگر بیان شود، مانند
- گوّس (گ): گایس بازمانده را اندازهگیری میکند، مغناطیس باقیمانده در یک ماده پس از حذف یک میدان مغناطیسی خارجی. یک گایس برابر با 10^-4 تسلا است و معمولاً در کاربردهای تجاری برای بیان شدت میدان مغناطیسی استفاده میشود.
- اِئِرِسْتد (Oe): این واحد قدرت بقای مغناطیس را اندازهگیری میکند یا مقاومت آن در برابر خاموششدن. قوت بقایا معادل نیرویی است که برای کاهش مغناطیس یک مغناطیس تا صفر لازم است. یک اِئِرِسْتد برابر است با 1 دین در فاصله ماکسول یا تقریباً 79.577 آمپر بر متر.
- کیلوگرم (kg): در علوم مغناطیسی، کیلوگرمها برای اندازهگیری قدرت کشش یک مغناطیس استفاده میشوند یا مقداری از وزنی که یک مغناطیس میتواند نگه دارد قبل از جدا شدن از سطح. قدرت کشش معمولاً به کیلوگرم یا پوند بیان میشود.
روشهای اندازهگیری قدرت مغناطیس
- مگنتسنج/ گاوسسنج
یک مگنتسنج ابزار اندازهگیری قدرت میدان مغناطیسی در یک نقطه مشخص در فضا است. دو نوع اصلی مگنتسنجها را خواهید یافت:
مگنتسنجهای جبری: این دستگاهها مقدار سکالر شدت میدان مغناطیسی را اندازه میگیرند. نمونهها شامل مگنتسنجهای پیشدور هیدروژن و مگنتسنجهای اوورهابنر هستند.
مگنتسنجهای برداری: این ابزارها هم بزرگی و هم جهت میدان مغناطیسی را اندازه میگیرند. نمونهها شامل دستگاههای تداخل کمدما (SQUIDs)، مگنتسنجهای بابدنه جستوجو، و مگنتسنجهای اثر هال هستند.
مگنتسنجها به روشهای مختلف کار میکنند. به عنوان مثال، مگنتسنجهای اثر هال با دیدن اینکه چگونه میدان جریان را تحت تأثیر قرار میدهد، میدان مغناطیسی را تشخیص میدهند. مگنوتو-القایی مگنتسنجها اندازه میگیرند که چگونه یک ماده در معرض میدان مغناطیسی مغناطیده میشود.
- فلومتر جریان
یک فلومتر جریان مقدار شار مغناطیسی را اندازهگیری میکند، که مجموع کل میدان مغناطیسی است که از یک ناحیه مشخص عبور میکند. این ابزار بهویژه در کاربردهایی مفید است که به درک میزان انرژی مغناطیسی که از طریق یک فضای خاص جریان مییابد، نیاز دارید. فلومترهای جریان به قانون فارادی القاء الکترومغناطیسی وابستهاند، که میگوید تغییر میدان مغناطیسی ولتاژی در یک هادی القا میکند. فلومتر جریان این تغییرات ولتاژی را اندازهگیری کرده و شار مغناطیسی را محاسبه میکند.
- آزمونهای کشش مغناطیسی
آزمونهای کشش مغناطیسی اندازه میگیرند که یک آهنربا تا چه حد قوی است با یافتن مقدار فشاری که برای جدا کردن آن از یک تکه فلز لازم است. از این آزمایشها برای بررسی کیفیت یک آهنربا و اطمینان از اینکه قدرت لازم برای کاربرد شما را دارد استفاده میکنید. برای انجام آزمون کشش مغناطیسی، یک تکه فلز را به یک قلاب وصل کرده و سپس آن را با زاویه ۹۰ درجه از آهنربا جدا میکنید تا آهنربا رها شود. مقدار نیرویی که باعث رها شدن آهنربا میشود، قدرت کشش شما بر حسب کیلوگرم یا پوند است.
عواملی که بر اندازهگیریهای قدرت مغناطیسی اثر میگذارند
دقت اندازهگیری قدرت آهنربا میتواند تحت تأثیر چند عامل محیطی باشد. در زیر چند مثال آمده است:
- دما: دماهای بالا میتوانند آهنربا را ضعیفتر کنند، به ویژه اگر دما از حداکثر دمای عملیاتی آهنربا فراتر رود. دمای سرد میتواند آهنربا را قویتر کند زیرا سردی حرکت ذرات مغناطیسی را کند میکند.
- رطوبت و برق: رطوبت و برق نیز میتواند بر قدرت آهنربا تأثیر بگذارند. برای مثال، برخی از آهنرباهای نِدیومی یا زمینِ کمیاب میتوانند خورده شوند که این امر آنها را ضعیفتر میکند.
انتخاب مگنت مناسب برای کاربرد شما
وقتی به دنبال مگنتی برای کاربرد خود هستید، باید هم قدرت و هم ویژگیهای مواد را مدنظر قرار دهید. انواع مختلفی از مگنتها دارای سطوح مختلفی از قدرت و پایداری حرارتی هستند.
- مگنتهای فریت منعطف: این مگنتها ارزان هستند و برای کاربردهای عمومی مانند برچسبگذاری و چاپ مناسباند. قدرت بالایی ندارند، اما انعطافپذیر هستند، بنابراین برای کاربردهای نازک و قابل تا شدن عالیاند.
- کروموم کبالت و مغناطیسهای نئودیوم: این مگنتها بسیار قویتر هستند و میتوانند دمای بالاتری را تحمل کنند. در صنایع هوایی، خودرو و پزشکی استفاده میشوند.
- مگنتهای آلفینو: این مگنتها فوقالعاده قوی هستند اما مقاومت کمتری در برابر خاموش شدن مغناطیسی دارند. از آنها در کاربردهایی استفاده کنید که به یک میدان مغناطیسی پایدار در دامنه وسیعی از دما نیاز دارید.
اندازهگیری قدرت مگنت برای اطمینان از عملکرد مناسب در هر کاربرد ضروری است. قدرت مگنت را با واحدهای مختلفی مانند تسلا، گاوس، ارستدها و کیلوگرم اندازه میگیرند، بسته به اینکه چه چیزی را میخواهید بدانید. با استفاده از مغناطیسسنجها، فلوکسمترها و آزمایشهای کشش میتوانید قدرت، جهت و نیروی کشش مگنت را اندازهگیری کنید. با دانستن این موارد میتوانید مگنت مناسب را برای نیازهای خود انتخاب کنید و مطمئن شوید که در طول مدت زمان طولانی در هر کاری که انجام میدهید به خوبی کار میکند.
برای اطلاعات بیشتر در مورد محصولات مغناطیسی و راهکارها، magnets NBAEM مگنتهای با کارایی بالا را برای صنایع مختلف ارائه میدهد.
[…] شار مغناطیسی: این است که مگنت را در درون کویل هلزموت قرار داده و سپس آن را بیرون بیاورید. اصل کار بر این است که میدان مغناطیسی ثابتی در داخل کویل وجود دارد. وقتی مگنت را داخل میگذارید و سپس خارج میکنید، میدان مغناطیسی تغییر میکند. این تغییر تأثیری دارد. تغییر بین میدان مغناطیسی مگنت و میدان مغناطیسی اولیه میتواند برای تعیین چگالی انرژی مغناطی مگنت استفاده شود، بنابراین یک مقدار نسبی است. این به دادههای انرژی کل مگنت اشاره دارد، نه داده در این نقطه، بنابراین اکثر اوقات مجبور هستیم دو داده شار مغناطیسی و مغناطیس سطحی را به طور همزمان تحلیل کنیم، یکی مقدار نسبی و دیگر مقدار مطلق. […]
[…] برای ضبط این ریز گردهای میکروسکوپی، مدار مغناطیسی باید فوق العاده قدرتمند باشد. درک چگونگی اندازه گیری قدرت آهنربا برای تضمین اینکه سیستم شما دارای درجه Gauss لازم برای این سطح از […] است، حیاتی است
[…] چگالی مغناطیسی شار حداکثر (دانستن اینکه چطور قدرت آهنربا را اندازه گیری کنیم در ارزیابی محدودیتهای میدان اوج مفید است در […]