Jak mierzy się siłę magnesu?
Magnes to każdy obiekt, który wytwarza własne pole magnetyczne. Siła magnesu tych obiektów może wahać się od niepostrzegalnie słabych pól do niewiarygodnie silnych pól, w zależności od szeregu cech. Magnesy można podzielić na dwie odrębne grupy: magnesy trwałe i elektromagnesy, a niemagnesy można zdefiniować jako ferromagnetyczne, paramagnetyczne lub diamagnetyczne. Materiały ferromagnetyczne, takie jak żelazo, silnie przyciągają magnesy, materiały paramagnetyczne, takie jak aluminium, tylko nieznacznie przyciągają magnesy, a materiały diamagnetyczne, takie jak węgiel, są słabo odpychane przez magnesy.
Magnesy trwałe to obiekty, które są namagnesowane i pozostaną namagnesowane na zawsze. Można stworzyć trwały magnes, biorąc twardą substancję ferromagnetyczną, taką jak twarde żelazo, kamień, kobalt i wiele metali ziem rzadkich, i silnie magnetyzując. Miękkie substancje ferromagnetyczne mogą zyskać chwilowe pole magnetyczne, ale raczej szybko je tracą. Z drugiej strony elektromagnesy składają się z cewek z drutu, które zyskują pole magnetyczne, gdy przepływa przez nie prąd, ale tracą je natychmiast, gdy zaniknie.
Możesz zmierzyć całkowitą siłę magnetyczną materiału, zwaną momentem magnetycznym, lub jego siłę lokalną, zwaną po prostu magnetyzacją. Moment magnetyczny można obliczyć dla substancji w zależności od tego, czy zawiera ona nieodłączny magnetyzm, czy magnetyzm wywołany przez prąd elektryczny. Jeśli magnetyzm jest nieodłączny, można zmierzyć wielkość każdej cząstki elementarnej w materiale i określić moment netto. Jeśli wywoływane jest przez prąd elektryczny, należy śledzić magnetyzm elektronów przepływających przez obiekt.
Siła magnesu jest ogólnie oznaczana na magnesach komercyjnych jako odczyt podany w kategoriach jego wartości gausowej. Istnieją dwa główne rodzaje magnetometrów, jeden, który patrzy na magnetyzm netto obiektu, znany jako urządzenia skalarne, i drugi, który może śledzić wektory magnetyzmu, dając siłę pola magnetycznego w określonym kierunku, znanym jako urządzenia wektorowe . Różne magnetometry działają na różne sposoby. Typowe magnetometry wektorowe obejmują nadprzewodzące kwantowe urządzenia interferencyjne, atomowe SERF i fluktuacje. Do typowych urządzeń skalarnych należą magnetometry z efektem Halla, magnetometry precesyjne protonów i magnetometry z wirującą cewką.
Ważne jest, aby pamiętać, że często wartość gausa podana dla magnesu w rzeczywistości nie odzwierciedla magnetyzmu powierzchniowego obiektu. Zasadniczo siła magnesu obliczona na magnesie komercyjnym odzwierciedla siłę rdzenia magnesu, która może być znacznie większa niż wytrzymałość powierzchniowa, i spada wraz z ucieczką. Na przykład magnes, który mógłby mierzyć 3000 Gaussów tuż przy powierzchni magnesu, mierzyłby 2500 Gaussów, gdy oderwałeś się od magnesu nawet trochę. Z tego powodu niektórzy producenci oferują alternatywne miary siły magnesu, które pomagają lepiej zrozumieć, co otrzymują.
W ostatnich latach, gdy magnesy ziem rzadkich stały się popularne w domu, siła magnesów zaczęła być po prostu podawana w kategoriach siły ciągnięcia, odnosząc się do tego, jak duży ciężar magnes może ciągnąć, mierzony za pomocą testera siły pociągania. Należy również zauważyć, że na siłę magnesu może wpływać wiele warunków, w tym energia elektryczna, ciepło, aw niektórych przypadkach wilgotność. Siła magnesu również spada wykładniczo, gdy oddalasz się od powierzchni, więc magnes bardzo silny naprzeciwko nie będzie przyciągał się, gdy odejdziesz o kilka kroków.