Mitjans i mètodes per mesurar magnituds magnètiques
De vegades, per resoldre problemes tècnics o amb finalitats d'investigació, cal mesurar magnituds magnètiques. Per descomptat, el valor de la quantitat magnètica requerida també es pot establir indirectament recorrent a fórmules basades en dades inicials conegudes. Tanmateix, per obtenir el valor més precís del flux magnètic F, la inducció magnètica B o la intensitat del camp magnètic H, el mètode de mesura directa és més adequat. Considerem els mètodes de mesura directa de magnituds magnètiques.
En principi, es pot basar el mètode de mesura del valor magnètic camp magnètic al corrent o al cable. La força causada pel camp magnètic està connectada al procés elèctric i, després, amb l'ajuda d'un dispositiu de mesura elèctric, s'obté el valor de la quantitat mesurada en una forma convenient per a la percepció humana.
Hi ha dos mètodes principals per mesurar magnituds magnètiques: inducció i galvanomagnètica.
El primer es basa en la inducció de CEM quan el flux magnètic canvia, el segon, en l'acció del camp magnètic sobre el corrent. Vegem aquests dos mètodes per separat.
Mètode d'inducció electromagnètica
Se sap que quan les espires de la bobina L són travessades pel flux magnètic F (quan canvia el flux magnètic que penetra en el circuit), s'indueix un EMF (E) al conductor de la bobina, proporcional a la velocitat de canvi del magnètic. flux dF / dt, és a dir, proporcional al seu valor F. Aquest fenomen es descriu per la fórmula:
En un camp magnètic uniforme, el flux magnètic F serà directament proporcional a la inducció magnètica B, i el coeficient de proporcionalitat serà l'àrea del bucle S perforada per les línies d'inducció magnètica.
Més endavant - inducció magnètica B resultarà ser directament proporcional a la força del camp magnètic H a través de la constant magnètica μ0 si el fenomen es produeix en el buit, o tenint en compte la permeabilitat magnètica del medi, també a través de la permeabilitat magnètica relativa μ d'aquest medi. .
Així doncs, el mètode d'inducció permet trobar els valors: flux magnètic Ф, inducció magnètica B i intensitat del camp magnètic H. Els dispositius per mesurar el flux magnètic s'anomenen webmetres o fluxmetres (de flux — flux).
Un Webermeter consta d'una bobina d'inducció amb paràmetres coneguts i un integrador DUT. El dispositiu integrador és un galvanòmetre magnetoelèctric.
Si la bobina d'un mesurador web s'introdueix o treu d'un espai on hi ha un camp magnètic, aleshores la desviació del mecanisme de mesura del mesurador web (desviació del punt o canvi de números a la pantalla) serà proporcional a la inducció B d'aquest camp magnètic.La dependència matemàtica es descriu fàcilment amb la fórmula:
Mètode galvanomagnètic (mètode Hall)
És ben sabut que la força d'Ampere actua sobre un cable portador de corrent situat en un camp magnètic extern, i si mirem el procés més de prop, aleshores la força de Lorentz actua sobre les partícules carregades que es mouen al fil.
Així, si una placa conductora es col·loca en un camp magnètic i un corrent elèctric directe o altern travessa la placa, llavors apareixerà una diferència de potencial directa o alterna als extrems de la placa. Aquesta diferència de potencial Ex s'anomena Hall EMF.
A partir dels paràmetres coneguts de la placa, coneixent el Hall EMF, és possible determinar el valor de la inducció magnètica B. Un dispositiu dissenyat per mesurar la inducció magnètica s'anomena teslàmetre.
Si Sensor Hall (sensor Hall) potència d'una font i després aplicar una diferència de potencial compensadora d'una segona font, llavors és possible determinar la fem de Hall pel mètode del compensador mitjançant un comparador.
El dispositiu és bastant senzill: la tensió de compensació presa de la resistència ajustable s'aplica en antifase amb la fem de Hall i així es determina el valor de la fem de Hall. Quan el circuit de compensació i el sensor Hall s'alimenten des de la mateixa font, s'elimina l'error que pot derivar-se de la inestabilitat de la tensió i la freqüència del generador.
Els sensors Hall s'utilitzen àmpliament com a sensors de posició del rotor en motors elèctrics i altres màquines on es pot obtenir un senyal d'un imant permanent en moviment o d'un nucli de transformador magnetitzat.En particular, el sensor Hall en algunes aplicacions actua com una mena d'alternativa al transformador de corrent de mesura.