Pomiar pola magnetycznego

Czy wiedzą Państwo, jaką siłę magnetyczną jest w stanie wytrzymać Państwa karta kredytowa?

Wpis od: Jens E., Paris, Francja

Online od: 26.06.2009

Wszystko zaczęło się właściwie od prostego pytania: "Jak blisko magnes może znajdować się przy mojej karcie kredytowej, nie narażając jej na uszkodzenie?"

Wcale nie było łatwo to ustalić. Po pewnych poszukiwaniach w Internecie oszacowałem, że karta kredytowa wytrzymuje pole magnetyczne do ok. 10 mT (mili-Tesla, czyli tysięczna Tesli – podczas gdy pole wewnątrz magnesu wynosi ok. 1 T!). W innej jednostce: 1 mT = 10 gausów; 10 mT = 100 gausów.

Uwaga zespołu supermagnete:
W naszym FAQ "Jaką odległość bezpieczeństwa muszę zachować od moich urządzeń?" zakładamy, że karta kredytowa wytrzymuje pole magnetyczne do 40 mT.

Ale jak daleko sięga pole magnetyczne? Magnesy można dość dobrze opisać jako dipole. Nie wchodząc zbytnio w szczegóły: pole od dipola maleje jak 1/R³ (R oznacza odległość), a dipole można do siebie dodawać. Chciałem to sprawdzić prostym domowym doświadczeniem i na tej podstawie oszacować „bezpieczną odległość” od karty kredytowej.

Ustawienie doświadczenia jest bardzo proste. Potrzebna jest kartka papieru, kompas oraz zestaw magnesów (tutaj 10 W-05-N). Przyłożyłem kompas do krawędzi kartki tak, aby igła była ułożona równolegle do krawędzi.

Następnie złożyłem 10 magnesów kostka i ułożyłem je na kartce w taki sposób, aby wpływały na igłę kompasu. Potem sprawdzałem, w jakiej odległości magnesów igła kompasu obraca się o około 90 stopni w kierunku magnesów. W tym miejscu zrobiłem kreskę na kartce i zanotowałem liczbę magnesów.

W drugim kroku zrobiłem to samo z dziewięcioma magnesami, potem z ośmioma itd., aż pozostał tylko jeden magnes, który obrócił kompas o 90 stopni.

Potem trochę jeszcze poeksperymentowałem i przetestowałem mocniejsze magnesy:

Tutaj S-20-10-N...

...albo nawet Q-50-15-15-N. Odległość od kompasu staje się przy tym coraz większa.

Jeśli naniesie się masy magnesów (oś x) w funkcji odległości w centymetrach (oś y), bardzo dobrze odpowiada to naszemu prawu 1/R³. Magnesy kostki ważą 1 gram, duże magnesy odpowiednio 24 i 48 gramów. Dane nie są całkowicie dokładne, ponieważ poza obszarem kartki nie mierzyłem już tak precyzyjnie. Trend jednak bardzo dobrze się zgadza.

Co zatem pokazał eksperyment? Zmierzono, w jakiej odległości pole magnetyczne jest w przybliżeniu równe polu magnetycznemu Ziemi (0,05 mT). Ponieważ jednak całkowity moment dipolowy się sumuje, liczba magnesów jest proporcjonalna do całkowitego momentu dipolowego. Skoro pole jest proporcjonalne do momentu dipolowego, pomiar jest równoważny, tylko „odwrócony”.

Jeśli chodzi o kartę kredytową: Dla niej (i jej właściciela) korzystne jest to, że pole magnetyczne maleje jak 1/R³, a masa sześcianu rośnie jak L³ (L = długość krawędzi). Te dwie zależności wzajemnie się znoszą.

W eksperymencie ustaliłem, że w odległości 10 cm, co odpowiada 20-krotnej długości krawędzi sześcianu, pole magnetyczne spada do natężenia pola ziemskiego (0,05 mT). Przy odległości równej 7-krotnej długości krawędzi natężenie pola magnetycznego wynosi jeszcze około 1 mT. To wciąż bezpieczna granica dla karty kredytowej; nie powinna znajdować się bliżej magnesu.

Jako praktyczną zasadę dla karty kredytowej poleciłbym więc: Proszę zmierzyć najdłuższy bok magnesu, pomnożyć tę wartość przez 7 i otrzymają Państwo minimalną odległość, jaką należy zachować od tego magnesu.

Nie udzielam jednak oczywiście żadnej gwarancji – w razie wątpliwości obowiązuje zasada: karta kredytowa i magnesy nie powinny się sobie nigdy wchodzić w drogę!