Меню

Как измерить напряжение магнита



Как рассчитать силу магнита?

Сила магнита рассчитывается, в первую очередь, исходя из его массы. То есть, чем больше масса магнита, тем больше его сила, так называемая, сила на отрыв.

Тангенциальная составляющая силы

Стоит понимать, что сила на отрыв — это усилие (сила), которое необходимо приложить к магниту, чтобы оторвать его от стальной поверхности, например, от стального листа. При этом данное усилие должно быть приложено перпендикулярно к магниту. Если мы попытаемся оторвать магнит от поверхности, приложив силу под углом к поверхности, то нам потребуется меньшее усилие, так как в данном случае сила будет высчитываться через тангенциальную составляющую, которая, в свою очередь, высчитывается через косинусы углов приложенной силы.

Физические характеристики или класс магнита

Во-вторых, сила на отрыв рассчитывается исходя из физических характеристик магнита. Например, магнит класса N45 сложнее оторвать от поверхности, чем магнит таких же размеров класса N35. Это связано с магнитной энергией магнита: чем она выше (энергия), тем сложнее оторвать магнит от поверхности.
Рассмотрим пример на магните размером 30*10 мм. Сила на отрыв такого магнита классом N35 от стального листа составляет 17,87 кг/с (или просто килограмм). Сила на отрыв такого же магнита от стального листа, но уже классом N45, составляет 22,92 кг/с. То есть разница составляет 28%!

Система, в которую помещен магнит

В-третьих, попробуем рассмотреть силу на отрыв магнита, помещенного между двумя стальными листами (схематично, лист-магнит-лист). В этом случае, мы будем отрывать один из листов от магнита (второй лист надежно закреплен).
Рассмотрим тот же пример, магнит 30*10 мм. Чтобы оторвать лист от магнита классом N35, нам потребуется сила 30,55 кг/с. Для класса N45 эта величина составит и вовсе рекордные 39,28 кг/с. Делаем вывод: сила на отрыв рассчитывается исходя из системы характеристик, в которую помещен магнит.

Площадь соприкосновения

В-четвертых, сила на отрыв рассчитывается исходя из площади соприкосновения поверхности магнита с поверхностью стального листа.
Рассмотрим наглядный пример: два магнита, первый 25*20 мм, второй 30*10 мм, оба имеют одинаковый класс N35. Масса магнита 25*20 мм составляет 76,09 грамм, масса магнита 30*10 мм составляет 54,79 грамм, то есть, если бы мы рассчитывали силу на отрыв исходя только из массы магнита, то магнит 25*20 мм должен быть сильнее магнита 30*10 мм примерно на 38% процентов. Однако если учесть площадь соприкосновения магнита со стальным листом (25 мм против 30 мм), то сила на отрыв даст нам следующие показатели: у магнита 25*20 мм — 20,65 кг/с, у магнита 30*10 мм — 17,87 кг/с. То есть магнит 25*20 мм сильнее магнита 30*10 мм всего на 16%! Таким образом, разница в массе магнитов была компенсирована площадью соприкосновения. Делаем вывод: площадь соприкосновения магнита со стальным листом имеет не меньшее значение, чем масса или класс магнита.

Итог: сила на отрыв — сложная система

Подведем итог. Сила на отрыв магнита — это очень сложная, в какой-то мере тонкая система, составленная из множества приложенных сил и зависящая от мелочей. И очень сложно дать универсальный ответ, который на 100% будет соответствовать истине в различных вариантах применения. Поэтому для расчета силы на отрыв, предлагаем воспользоваться помощью наших менеджеров. От вас — детали сиcтемы, в которую помещен магнит, от нас — точный расчет.

Если же Вам достаточно теоретических расчетов, то каждая карточка магнита имеет информацию о массе и силе на отрыв. Удачных покупок!

Источник

Измеритель магнитного поля: схема для проверки силы магнита

Это небольшое устройство представляет собой измеритель Гаусса (единица измерения магнитной индукции) или силы магнита. По сути, он чувствует магнитные поля. Используя датчик Холла, измеритель может измерять полярность магнита. Для этого нужно всего несколько деталей, поэтому схема столь проста, что можно собрать и без печатной платы.

Измеритель Гаусса удобен когда хотите узнать, какой полюс магнита является северным или южным и когда требуется проверить магниты на силу, особенно если они могли быть повреждены нагревом.

Основой счетчика является датчик Холла UGN3503U или аналогичный. UGN3503U — это линейный датчик, его выходной уровень изменяется с изменением магнитной индукции.

Схема измерителя силы магнита

Схема использует батарейку 9 В для питания и кнопочный переключатель, чтобы включить его (без фиксации, чтоб не забыть выключить прибор). Стабилизатор LM7805 обеспечивает 5 В для датчика. Элементы C1, C2 и R1 помогают стабилизировать регулятор. Значения C1 и C2 не являются критическими, используйте например 22 мкФ для C1 и 0,47 мкФ для C2. Напряжение С1 и С2 должно быть 15 В или выше.

Схема измерителя магнита на датчике Холла

Эти стабильные 5 вольт поступают на контакты 1 и 2 датчика Холла, а его выход (контакт 3), является контрольным для обнаруженного уровня силы магнита. При отсутствии магнита датчик Холла будет подавать 2,5 В (половина питания) на выход. Если поместим магнитный полюс N на заднюю часть датчика Холла (задняя сторона является стороной без надписи), напряжение поднимется выше 2,5 В. Если повернуть магнит так, чтобы S-полюс находился сзади датчика Холла, выходное напряжение упадет ниже 2,5 В.

То, насколько повышается или падает напряжение, зависит от измеренной магнитной индукции. В спецификации UGN3503 указано 1,3 мВ на Гаусс, так что, например, если получим показание 3 вольт, то у нас на 500 мВ выше нашей нулевой точки (2,5 В) и по формуле 500 мВ / 1,3 = 385 Гаусс.

Конечно профессиональный цифровой измеритель будет работать намного лучше и давать более точные показания, но как правило достаточно использовать то, что есть. Резистор R1 был выбран методом проб и ошибок, а VR1 используется для установки измерителя на среднее деление, когда магнит отсутствует.

Читайте также:  Устройство для измерения зубчатых колес

Всё собирается в коробке. Поскольку компонентов всего пару штук, можете не использовать печатную плату. Батарея 9 В хранится в своем маленьком отсеке, поэтому она не может столкнуться с другими компонентами и замкнуть их.

Датчик и плата вмонтированы в старый маркер. Задняя поверхность сенсора находится на одном уровне с отверстием в торце. Кабельная стяжка удерживает его на месте.

Чтобы выполнить калибровку, нажмите кнопку включения питания и отрегулируйте VR1, чтобы индикатор считал нулевую точку. Убедитесь что рядом с датчиком холла нет магнитов. Советуем пометить на шкале S и N, чтобы сразу знать к какому полюсу магнита обращен датчик.

Тестирование с небольшим магнитом N полюс и S полюс смотрите на фотографиях:

Если же надо точно измерить силу Гаусса, подключите цифровой мультиметр чтобы получить точные показания напряжения. Допустим показывает 4,24 вольт. Таким образом это полюс N, и его значение 1,74 В или 1740 мВ выше нашей нулевой точки. 1740 / 1,3 Гаусс = 1338, что примерно соответствует неодимовому магниту.

Источник

Как измерить напряжение магнита

Как в домашних условиях проверить мощность магнита?

Правильный тест мощности магнитов, вернее тест силы магнитного поля, осуществляется при помощи специального прибора под
названием «Тесламетр». Прибор работает по принципу измерения магнитной индукции, методом, основанном на эффекте Холла.

Измерение мощности магнитного поля точными приборами дело нужное, но не всем и не всегда доступное, так как не в каждом доме
найдется «Тесламетр». Многие из нас приобретали неодимовые магниты для забавы, или для проведения различных экспериментов.
На Aliexpress, и не только, можно заказать и купить магниты различной конфигурации, мощности и назначения. Как правило, выбирая
магнит, мы обращаем внимание на его мощность, которую, на бытовом уровне принято указывать не в миллиТеслах и не в килоГауссах,
а в граммах или килограммах при разрыве двух магнитов. Покупая магнит, нам заведомо известна его мощность в килограммах на разрыв.
Но как самостоятельно проверить или установить мощность магнита? Как сделать это в домашних условиях, не имея при этом специального
оборудования? Оказывается, проверить мощность магнита самостоятельно можно. Для этого нам понадобятся кухонные весы, для измерения
силы магнитов, мощностью до 2-3 кг. Или напольные бытовые весы, для измерения более мощных магнитов.

Почему нам понадобятся именно весы? Известно, что магнит не только способен притягивать, но и отталкивать встречное однополярное
магнитное поле. Именно эффект отталкивания магнитов мы будем использовать для замера их мощности. Для измерения мощности
магнитного поля, нам потребуется минимум два, совершенно одинаковых магнита. Один магнит мы должны зафиксировать на площадке
весов, а вторым магнитом нужно воздействовать на первый, путем максимального сближения одинаковых полюсов двух магнитов. На шкале
весов мы будем наблюдать силу отталкивания двух магнитов. Сила отталкивания магнитов, приблизительно равна силе их притягивания.

Как происходит измерение мощности магнитного поля, смотрите в моем видео
P.S. Для измерения магнитов с мощностью разрыва до 3 килограммов, Вам понадобятся только весы. А для проведения
таких же тестов с магнитами по мощнее, потребуется придумать дополнительную арматурную конструкцию, для центровки
и фиксации магнитов на одной оси, удержать центр встречных магнитных полей руками, в некоторых случаях невозможно.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Источник

Приставка «Тестер магнитов»

Здравствуйте, уважаемые авторы, журналисты, читатели!

Эта приставка к мультиметру позволяет определять и сравнивать силу магнитов, направление магнитного поля и экранирующее (антимагнитное) действие различных материалов.

Ножовка по дереву
Ножовка по металлу
Дрель со сверлом диаметром 1 мм
Напильник плоский
Надфиль плоский
Кусачки
Пассатижи
Круглогубцы
Линейка
Маркер
Паяльник 25 Вт
Ножницы
Наждачная бумага
Кисть

Брус сосновый
Стеклотекстолит
Скотч
Клей
Припой
Канифоль
Растворитель 646
Ветошь
Провод многожильный
Герконы
Линейка пластмассовая

В качестве датчика магнитного поля я использовал магнитоуправляемый герметизированный контакт (геркон), а в качестве индикатора мультиметр.

Всё просто? Давайте подробнее рассмотрим мою самоделку. Вот её принципиальная схема.

Два параллельно включённых геркона подключены к мультиметру, включённому в режиме прозвонки полупроводников.

Такой режим можно найти даже в самых недорогих мультиметрах. В этом режиме прибор подаёт звуковой сигнал при малом сопротивлении измеряемой цепи, разумеется, и при её замыкании.

Геркон, применённый в данной самоделке имеет нормально разомкнутый контакт. Это означает, что контакт разомкнут в отсутствии магнитного поля. При появлении поля контакт замыкается.

Читайте также:  Могут неправильно измерить рост

Почему я использовал два геркона, а не один? Дело в том, что геркон, в силу своих конструктивных особенностей, реагирует на магнитное поле не одинаково с разных направлений. По – хорошему, чем больше герконов, соединённых параллельно, тем лучше. Но, руководствуясь своим опытом работы с магнитоуправляемыми контактами и принципом разумной достаточности, я остановился на двух, расположив их особым образом.

На этом фото показаны детали, из которых я собрал эту самоделку. Их совсем немного.

Два одинаковых геркона от датчиков охранной сигнализации, дощечка, линейка, провода, кусочек стеклотекстолита.

Герконы я расположил один над другим в виде буквы Х. При таком расположении, когда один геркон перестаёт реагировать на магнитное поле определённого направления, на поле начинает реагировать другой геркон.

Для этого вырезал небольшой кусок стеклотекстолита, разметил и просверлил отверстия. В отверстия вставил ножки герконов, загнул их с обратной стороны стеклотекстолита. Приклеил.

Концы проводов сделал в виде облуженных петелек, так как у моего мультиметра на щупы могут надеваться зажимы типа «крокодил».

Вставил плату с герконами в заранее сделанную в дощечке – основании прорезь, для надёжности добавив немного клея.

Закрепил провода скотчем.

Небольшое дополнение. Собирал эту конструкцию так.

Взял подходящий по ширине сосновый брус для изготовления основания.
Примерил к нему линейку, которая в конструкции служит для определения расстояния до исследуемого магнита.
Прикинул, сколько места нужно для крепления платы с герконами и крепления проводов.

Суммировал, дал запас в большую сторону, разметил и отпилил ножовкой по дереву нужный кусок бруса.
Ножовкой и плоским надфилем сделал в брусе поперечную прорезь для установки платы с герконами.
Ножовкой по металлу вырезал нужный по размерам кусок стеклотекстолита. Разметил и просверлил в нём четыре отверстия для выводов герконов.

Обработал напильником края бруска, зачистил наждачной бумагой и для облагораживания покрыл брусок тёмным лаком.
Отмерил два куска многожильного монтажного провода. С концов снял изоляцию и залудил.
Остальное описано выше.

Теперь о том, что может приставка и как с ней работать.

Включаем мультиметр в режиме прозвонки полупроводников. Исследуемый магнит медленно приближаем по линейке к плате с герконами до появления звукового сигнала. Считываем по шкале (линейке) расстояние до магнита. Записываем результат в тетрадь. Уводим магнит назад до пропадания звукового сигнала. Разворачиваем магнит другой стороной. Повторяем операцию по приближению магнита. Записываем в тетрадь новый результат. Подобным образом получаем множество данных о воздействии магнита на объект в зависимости от положения магнита относительно неподвижного объекта. Сложно, да? Но понятно.

Далее берём другой магнит и повторяем эти операции. Теперь у нас появилась возможность сравнить два магнита в одинаковых условиях.

Теперь исследуем антимагнитные свойства материалов, насколько они ослабляют действие магнитного поля. Для этого берём любой магнит, желательно, помощнее. Согласно вышеописанной методике, определяем и записываем расстояние до магнита, при котором начинает звучать сигнал. Не меняя положения магнита, уводим его по шкале – линейке до прекращения сигнала. Непосредственно перед герконами помещаем исследуемый антимагнитный материал. Площадь образца материала должна быть такой, чтобы полностью закрывать герконы от магнита. Приближаем магнит. При появлении звукового сигнала, останавливаем. Считываем и записываем результат. Расстояние (результат) должно уменьшиться. Отсюда делаем вывод, на сколько данный материал ослабляет магнитное поле. Это похоже на то, как материалы ослабляют радиоактивное излучение. Было очень интересно сравнивать свойства жести, латуни, ленты из пермаллоя, экраны трансформаторов и другое. Теперь подумайте, почему для основания приставки я использовал дерево, а для шкалы пластмассовую линейку.

Недавно я занимался научно – исследовательской работой «о влиянии магнитного поля на счётчики воды». Благодаря этой приставке, мне удалось объяснить «феномен», почему хвалёный неодимовый магнит не может остановить некоторые счётчики, а обычный, ферритовый, от динамика, может.

Можно сделать не приставку, а функционально законченное устройство. Заменить мультиметр в этом случае можно всего двумя деталями. Батарейкой и «пищалкой» со встроенным генератором, собрав такую схему.

Выключатель питания не требуется, в отсутствие магнитного поля схема ничего не потребляет.

Или, заменив мультиметр тремя деталями. Батарейкой, резистором и светодиодом, как на схеме.

Выключатель питания также не требуется, в отсутствие магнитного поля схема ничего не потребляет.

В заключение, хочу добавить. Магниты, если они имеют большие размеры, можно приближать и с боков приставки, также считывать результат по линейке. Именно по этой причине, в качестве основания я взял брусок, а не плоскую дощечку. Линейка имеет шкалу с двух сторон, что делает удобным работу при различном положении приставки относительно экспериментатора.

Надеюсь, эта статья была вам интересна и полезна.

Источник

Как измерять мультиметром — подробная инструкция

Измеряем напряжение мультиметром

При работе с электрической цепью под напряжением требуется соблюдать осторожность.

Первый шаг — установить режим работы и диапазон величин. Для этого нужно знать, постоянный или переменный ток в цепи. Диапазон рекомендуется сначала выставить по максимуму (если напряжение неизвестно) или выше границы действующего потенциала. Для сети 220 В это 600 или 750 В.

Читайте также:  Самоконтроль с применением антропометрических измерений рассказать продемонстрировать

Второй шаг — черный щуп подключить к гнезду СОМ, красный к разъему для определения напряжения.

Третий — непосредственно измерение. Для этого завести концы проводов в гнезда розетки или, например, к полюсам батарейки.

На экране высветится значение напряжения в вольтах. Зафиксировать число можно нажатием кнопки HOLD (при наличии). Это очень удобная функция, особенно если измерений много.

При несоблюдении полярности величина будет со знаком «минус». В цифровых мультметрах, в отличие от стрелочных, это не критично.

Измерение сопротивления мультиметром

Мультиметр позволяет определить сопротивление в элементах, участках цепи или простейших электрических приборах без подачи напряжения. Такие замеры неопасны, так как обесточенные объекты не создают угрозы.

  • Выставить переключателем нужный режим в максимальном диапазоне.
  • Подключить провода к соответствующим разъемам.
  • Проконтролировать состояние прибора. Для этого соединить концы щупов между собой. Дисплей покажет «0» или незначительное сопротивление самих проводников, которое учитывается при высокоточных расчетах.
  • Измерить сопротивление прикосновением к выводам исследуемого объекта. Часто для этого пользуются зажимами «крокодил». Работать будет удобнее, а показания точнее.

Прибор автоматически выдает значение сопротивления в Ом. Для правильного результата достаточно 2 попыток.

Если цепь разомкнута и нет контакта, на дисплее появится единица.

Измерение мультиметром силы тока

Для того, чтобы измерить силу тока в цепи, нужно встроить прибор в цепь, то есть последовательно.

Оптимально, если возможно подключить провода к разборным разъемам. В противном случае потребуется изготовить какое-либо приспособление. Удобно использовать обычный электрический провод с вилкой на одном конце и двойной розеткой на другом.

Важно правильно разнести провода: фазу на контакт одной розетки, 0 — другой, а между оставшимися контактами установить перемычку. Для определения силы тока к первой розетке подключают нагрузку, ко второй — тестер. Цепь замыкается, и на экране мультиметра появляется искомое значение.

Измерение тока небезопасно как для замерщика, так и прибора. При перегрузке устройство может сгореть.

Чтобы минимизировать возможный риск, нужно соблюдать определенные правила:

  • Начинать с максимального диапазона. Даже при низком напряжении сила тока может быть очень большой.
  • Если показания прибора меньше нижней границы ( 200 или 500 мА в различных моделях), переустановить красный провод в соответствующее гнездо и снять точные измерения уже в более узком диапазоне.
  • Ограничивать длительность замеров и паузы между ними. Если не соблюдать временной режим, мультиметр перегреется и выйдет из строя.

Прозвон

Чтобы определить целостность цепи и предохранителей, производится прозвонка проводов:

  • Первый шаг — установить переключатель в режим измерения сопротивления на минимальный диапазон.
  • Второй — подключить щупы к прибору и концам участка провода или шнура.

Если участок целый, раздастся звуковой сигнал. На экране появится значение сопротивления, близкое к 0.

Когда звука нет, а цифры «скачут» — напряжение отсутствует, а цепь разомкнута.

Прозвонка напряжения и заземления источника тока

Установить регулятор в позицию измерения переменного напряжения. Нулевую и фазную клемму вставить в гнезда розетки. На дисплее должны появиться эталонные 220 В, возможно с небольшим отклонением.

Затем оставить один контакт в гнезде розетки, а второй присоединить к заземлению розетки.

Если между фазой и землей есть потенциал, то все в порядке — заземление работает.

Емкость конденсатора

Перед замерами конденсатор необходимо разрядить, чтобы не повредить мультиметр. Для этого замкнуть выводы отверткой с изолированной ручкой между собой.

Порядок измерения емкости:

  • Установить переключателем режим Fcx.
  • В специальное гнездо вставить выводы конденсатора или приложить в ним наконечники щупов.
  • Снять значение прибора, указанное в Фарадах.

Если в конденсаторе обрыв, сопротивление будет бесконечным. При пробое оно меньше номинального кратно величине пробоя.

Температура

Если мультиметр поддерживает функцию измерения высоких температур, изготовители комплектуют прибор термопарой. Она представляет собой цепь из разнородных проводников, между контактами которых при разнице температур возникает электрический потенциал.

Как определить величину дистанционно:

  • Установить переключатель на режим измерения температуры (обозначение шкалы TEMP °С).
  • Подключить термопару, соблюдая полярность, к входу мультиметра.
  • Конец термопары максимально приблизить к нагретому объекту.

Экран покажет температуру среды в градусах Цельсия или по Фаренгейту в зависимости от выбранных единиц.

Если полярность не соблюдена, температура будет падать.

Правила безопасности работы с мультиметром

При работе с напряжением, как постоянным, так и переменным, нужно быть очень осторожным:

  • Нельзя подключать прибор к напряжению свыше 600 В относительно заземления.
  • Не касаться щупов двумя руками. Иначе при пробое изоляции возможен сильный удар током.
  • Держать щуп только за защитными ограничителями, избегая касания открытого наконечника.
  • После отключения приборов из сети выжидать паузу. Накопленный заряд может вызвать поломку тестера или поражение электротоком.
  • При измерении силы тока в режиме I нужно встроить мультиметр последовательно в цепь. Приспособление для этого должно быть максимально надежным.
  • Проводить замеры следует быстро, чтобы избежать преждевременной разрядки батареи и возможного перегрева элементов схемы прибора.
  • Не рекомендуется работать с цепью под напряжением одному, особенно если нет достаточного опыта.

Источник