Cartographie du champ magnétique au laser

Avez-vous jamais voulu visualiser les champs magnétiques mieux ?

Les forces magnétiques, invisibles et agissant à distance importante, m’a fasciné depuis son jeune âge comme une instance de « vraie magie ».

Vous pouvez obtenir un bon sens de la force et la direction d’un champ magnétique intense en appuyant plus ou moins un aimant dans votre poing fermé, mais je n’étais pas satisfait de la résolution ou la clarté de cette méthode : c’est trop dur de discerner les couples de forces translationnelles et si votre main limite de rotation de l’aimant, vous pouvez vous trompez sur le sens du champ (par exemple Si vous faites pivoter un aimant à 180 degrés, vous pouvez modifier l’attraction répulsion). Aussi, si un seul but d’un tel outil de visualisation est de partager la forme du champ avec les autres, vous voulez quelque chose de visible, donc ne fera pas un aimant qui s’est tenu dans la main.

Je voulais quelque chose comme une boussole, mais qui pourrait pointer dans n’importe quelle direction dans l’espace 3D, indications non seulement dans l’avion de la boussole, ou par un plan horizontal. Il doit être bien équilibré, que capable de pivoter à faible frottement autour de deux axes perpendiculaires et porter un aimant assez fort à ce sujet qu’il surmonterait toute friction les pivots avaient, de s’aligner sur le champ. Un aimant qui est libre de s’orienter, mais se tient centré dans une position donnée, tournera jusqu'à ce que ses pôles s’aligner sur les lignes de champ magnétique local. Vous pouvez utiliser quelque chose comme ça pour visualiser où le champ magnétique s’écoule autour des choses complexes comme appareil de lévitation magnétique.

Matériaux et outils que j’ai utilisé

  • coupe au laser. Vous pouvez faire un cardan magnétique boussole avec d’autres moyens de coupe, peut-être même juste une petite scie à chantourner, mais la coupe au laser bien sûr le rend beaucoup plus rapide si vous en avez une)
  • 1/4" épaisseur acrylique. Autres matériaux comme le bois ou MDF serait probvably peuvent être des substituts fines. Autres épaisseurs sont très bien si elles sont assez solides pour supporter un trou de diamètre 1/16e de pouce percé dans l’épaisseur.
  • petite diode laser rouge. N’utilisez que de faible puissance, < 5mW, pointeurs laser ou vous allez mettre votre œil !
  • deux le bouton 1.5V piles. J’ai découpé une batterie de petits 12 volts A23 pour obtenir un approvisionnement de 8 cellules de petit bouton pour beaucoup moins cher que n’importe quel autres piles bouton disponibles à mon magasin local grande surface.
  • un fichier ou un papier de verre
  • métaux non ferreux de fil, 1/16e de pouce ou so. J’ai utilisé la baguette de brasage en laiton de mon magasin de fournitures de soudage. n’importe quel alliage Amagnétique devrait fonctionner : laiton, bronze, cuivre, aluminium, acier inoxydable plupart, etc..
  • une mèche très légèrement (quelques millièmes de pouce) diamètre supérieur à votre fil.
  • un petit aimant puissant (ou si vous utilisez un laser, quatre aimants). J’ai utilisé 1/4" de diamètre, 1/4 po hauteur, aimants de terre rare néodyme fer bore, le grade N42. Tout aimant va faire, c’est juste que les plus puissants peuvent surmonter plus de friction dans les pivots. EBay a beaucoup d’aimants à vendre, recherche « Aimant de NdFeB »
  • divers morceaux de petit fil plus fin que AWG22 au raccordement du laser et les batteries. Un fer à souder est utile pour attacher des fils pour diode laser.

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