Как определить характеристики магнита?

   В жестком диске компьютера есть два очень мощных магнита. Можно ли их использовать в самодельном генераторе для ветряка? Чтобы ответить на этот вопрос, надо определить их характеристики.

    Магниты в HRD тонкие, 2 мм и приклеены на такой же толщины железную подложку. Чтобы их отделить и не сломать, можно медленно согнуть железку, используя два напильника, вставленные в отверстия.

   

   Магнит легко отделился. Магниты намагничены так, что на плоскости рядом расположены два разных полюса.Решил попробовать на какую высоту он подпрыгнет к другому магниту. Подпрыгнул он вверх на 5 см, но это был последний прыжок в его жизни. Магниты оказались очень хрупкие.

   Нарисовал на листочке размеры магнита в натуральную величину, уложил на листок скотч липкой стороной вверх и приклеил к скотчу пять витков тонкой проволоки. Около 0,1 мм в диаметре. Затем на катушку положил линейку и скотчем крепко приклеил катушку к линейке. Катушка защищиена теперь от повреждений с одной стороны скотчем, с другой - линейкой.

   Магнит я положу на стол, и буду двигать по нему линейкой с приклеенной катушкой. Выводы у катушки, которые идут к осциллографу надо перевить, чтобы было меньше наводок. Отметил на листочке длину пути 0,16 м, которую будут проходить катушки. Можно считать, что скорость движения будет изменяться по синусоиде. В середине пути скорость катушки будет максимальна.

V_m = π A/T.

    Период, время возврата линейки в исходную точку, можно синхронизировать с тиканьем будильника, если он тикает один или два раза в секунду или можно согласовать движения руки с колебаниями маятника - обыкновенной гайки, повешенной на нитке.

   Период колебаний маятника равен:

    Я сделал длину маятника 248 мм, значит период колебаний будет ровно 1 секунда. А скорость катушки над магнитом получается по формуле 0,5 м/с.

   Напряжение в катушке можно посчитать как напряжение прямолинейного проводника движущегося в равномерном магнитном поле.

U = nVBl

где:

U - напряжение В,
n - число параллельных проводов (витков),
V - скорость м/с,
l - длина проводника.

Откуда:

B = U/nVl = 0,005/5*0,5*0,02 = 0,1 Тл

   

   Осциллограф подтвердил, что скорость вычислена правильно. 25 мм катушка проходит за 0,05 сек.

   Индукцию можно вычислить еще одним способом. Магнитный поток равен площади кривой под осциллограммой напряжения, деленной на количество витков.

Ф = 0,05*0,005/5 = . 0,00005 Вб

Индукция - это плотность потока. Т.е. поток деленный на площадь витка

B = Ф/s = 0,00005/0,0005 = 0,1 Тл

   Почему получилась такая маленькая индукция? В РЗМ магнитах индукция в 1 Тл - обычное явление. По результатам измерений индукция получается в 10 раз меньше. Первая причина в том, что за катушками нет железа. Магниту трудно пробивать дорогу в воздухе. Добавим "спинку статора". Расстояние от магнита до спинки равно 2 мм, т.е. равно толщине магнита.

   В получившуюся щель линейка не залезла, поэтому пришлось катушку переклеить на картонку. Напряжение по осциллографу возросло в 2,5 раза. Т.е. магнитный поток в такой магнитной системе, равен 0,25 Тл. Самодельщики обычно делают электрогенераторы по аксиальной схеме с катушками без сердечников. Если использовать магниты от жестких дисков, то надо рассчитывать на такую плотность магнитного поля. Правда жесткий диск был очень старый. Возможно в новых дисках магниты применяются более мощные.

   В справочниках даются индукции измеренные когда магнит замкнут толстым кольцевым магнитопроводом. В нашем опыте воздушный зазор равен толщине магнита. Следовательно индукция без зазора будет 0,5 Тл. Если сделать сердечник более толстым, то индукция еще возрастет. Т.е. у этого магнита паспортная индукция выше 0,5 Тл. И наши измерения дают правдоподобный результат.

   Намотал катушку 25 витков диаметром 15 мм, импульсы стали короче.

   У катушки диаметром 7 мм 46 витков импульсы еще короче. Маленькие витки в генераторах работают плохо.

    Снял магнит с подложки и попробовал как он работает. Напряжение упало раза в два. Магниты плохо работают без магнитопровода. Намного повышается стоимость генератора из за необходимости увеличивать толщину магнитов.