Merjenje magnetnega polja

Veste, kolikšno magnetno silo prenese vaša kreditna kartica?

Prispevek od: Jens E., Paris, Francija

Na spletu od: 26.06.2009

Pravzaprav se je vse začelo z enostavnim vprašanje: "Kako blizu lahko magnet sploh pride do moje kreditne kartice, ne da bi ji škodil?"

To pa ni bilo tako preprosto ugotoviti. Po nekaj iskanja na internetu sem ocenil, da kreditna kartica prenese magnetno polje do približno 10 mT (mili-Tesla, torej tisočinka Tesle – polje v magnetu znaša približno 1 T!). V drugi enoti: 1 mT = 10 Gauss; 10 mT = 100 Gauss.

Opomba ekipe supermagnete:
V našem razdelku s pogostimi vprašanji "Kakšen varnostni razmik moram upoštevati do svojih naprav?" predvidevamo, da kreditna kartica prenese magnetno polje do 40 mT.

A kako daleč torej sega magnetno polje? Magnete lahko dokaj dobro opišemo kot dipole. Brez da bi preveč segali v podrobnosti: Polje dipola pada z 1/R³ (R označuje razdaljo) in dipole lahko seštevamo. To sem želel preveriti s preprostim domačim poskusom in tako oceniti "varnostno razdaljo" do kreditne kartice.

Postavitev poskusa je zelo preprosta. Potrebujete list papirja, kompas in komplet magnetov (tukaj 10 W-05-N). Kompas sem položil ob rob lista tako, da je kazalec kazal vzporedno z robom.

Nato sem skupaj zložil 10 kockastih magnetov in jih na listu poravnal tako, da so vplivali na kompasno iglo. Nato sem preizkusil, pri kateri razdalji magnetov se je kompasna igla zasukala za približno 90 stopinj v smeri magnetov. Na tej točki sem na listu potegnil črto in pripisal število magnetov.

V drugem koraku sem storil enako z devetimi magneti, nato z osmimi itd., dokler ni en sam magnet obrnil kompasa za 90 stopinj.

Potem sem še malo eksperimentiral in preizkusil močnejše magnete:

Tukaj enega S-20-10-N...

...ali celo Q-50-15-15-N. Razdalja do kompasa se pri tem vedno povečuje.

Če na abscisi prikažemo maso magnetov (os x) in na ordinati razdaljo v centimetrih (os y), to precej dobro ustreza našemu pravilu 1/R³. Kockasti magneti tehtajo 1 gram, veliki magneti pa 24 oziroma 48 gramov. Podatki niso povsem natančni, ker izven lista nisem več meril tako natančno. Trend pa zelo dobro ustreza.

Kaj je torej pokazal poskus? Izmeril sem, pri kateri razdalji je magnetno polje približno enako zemeljskemu magnetnemu polju (0,05 mT). Ker pa se celoten dipolni moment sešteva, je število magnetov sorazmerno s celotnim dipolnim momentom. Ker je polje sorazmerno z dipolnim momentom, je meritev ekvivalentna, le da je "obrnjena".

Kar zadeva kreditno kartico: zanjo (in njenega lastnika) je ugodno, da magnetno polje pada s 1/R³, masa kocke pa narašča z L³ (L = dolžina stranice). Ti dve načeli se med seboj izničita.

V poskusu sem ugotovil, da je pri razdalji 10 cm, kar ustreza 20-kratniku dolžine kocke, magnetno polje padlo na jakost zemeljskega magnetnega polja (0,05 mT). Pri razdalji, ki znaša 7-kratnik dolžine kocke, je jakost magnetnega polja še približno 1 mT. To je še varna meja za kreditno kartico; bliže magnetu ne bi smela priti.

Kot pravilo palca za kreditno kartico bi zato priporočil: izmerite najdaljšo stranico magneta, to število pomnožite s 7 in dobili boste razdaljo, ki jo morate do tega magneta najmanj ohraniti.

Za to pa seveda ne prevzemam nobenega jamstva – v primeru dvoma velja: kreditna kartica in magneti naj si gredo čim manj v zelje!