Περιεχόμενο
Ο Carl Friederich Gauss (1777-1855) θεωρείται ένας από τους σπουδαιότερους μαθηματικούς που έζησε ποτέ και ήταν επίσης πρωτοπόρος στη μελέτη των μαγνητικών πεδίων. Έχει αναπτύξει μία από τις πρώτες συσκευές που μπορούν να μετρήσουν τη δύναμη και την κατεύθυνση ενός μαγνητικού πεδίου, το μαγνήτη, και ανέπτυξε επίσης ένα σύστημα μονάδων για τη μέτρηση του μαγνητισμού. Προς τιμήν του, η σύγχρονη μονάδα πυκνότητας μαγνητικής ροής ή μαγνητικής επαγωγής στο CGS (μετρικό) σύστημα ονομάζεται gauss. Στο πιο ολοκληρωμένο σύστημα μέτρησης SI, η βασική μονάδα μαγνητικής ροής είναι η tesla (που ονομάζεται από τον Nikola Tesla). Μια tesla ισούται με 10.000 gauss.
Ένας μετρητής gauss είναι μια σύγχρονη έκδοση του μαγνήτη Gauss. Αποτελείται από έναν ανιχνευτή gauss, τον ίδιο τον μετρητή και ένα καλώδιο για τη σύνδεσή του και λειτουργεί λόγω του Hall effect, το οποίο ανακαλύφθηκε από τον Edwin Hall το 1879. Μπορεί να μετρήσει τόσο την ένταση όσο και την κατεύθυνση ενός μαγνητικού πεδίου. Χρησιμοποιείτε μετρητή gauss για να μετρήσετε σχετικά μικρά μαγνητικά πεδία. Όταν χρειάζεται να μετρήσετε μεγάλα, χρησιμοποιείτε έναν μετρητή tesla, ο οποίος είναι βασικά το ίδιο πράγμα, αλλά αποφοίτησε στις μεγαλύτερες μονάδες tesla.
Ποιο είναι το Hall Effect;
Η ηλεκτρική ενέργεια και ο μαγνητισμός είναι συναφή φαινόμενα και ένα μαγνητικό πεδίο μπορεί να επηρεάσει ένα ηλεκτρικό ρεύμα. Εάν ένα ρεύμα διέρχεται από έναν αγωγό και τοποθετείτε τον αγωγό σε ένα εγκάρσιο μαγνητικό πεδίο, η δύναμη του πεδίου θα ωθήσει τα ηλεκτρόνια στη μία πλευρά του αγωγού. Αυτή η ασύμμετρη συγκέντρωση ηλεκτρονίων δημιουργεί μια μετρήσιμη τάση στον αγωγό η οποία είναι άμεσα ανάλογη προς την ισχύ του πεδίου (Β) και του ρεύματος (Ι) και αντιστρόφως ανάλογη προς την πυκνότητα φορτίου (η) και το πάχος του αγωγού (δ) . Η μαθηματική σχέση είναι:
V = ΙΒ / οη
όπου e είναι η φόρτιση ενός μόνο ηλεκτρονίου.
Πώς λειτουργεί ένας μετρητής Gauss;
Ο αισθητήρας gauss είναι βασικά ένας ανιχνευτής Hall και το σημαντικότερο μέρος του μετρητή gauss. Μπορεί να είναι επίπεδη, η οποία είναι η καλύτερη για τη μέτρηση εγκάρσιων μαγνητικών πεδίων ή μπορεί να είναι αξονική, η οποία μετρά καλύτερα τα πεδία παράλληλα με τον καθετήρα, όπως αυτά που υπάρχουν μέσα σε ένα σωληνοειδές. Οι ανιχνευτές μπορεί να είναι εύθραυστοι, ειδικά όταν έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση μικρών πεδίων, και συχνά εμπλουτίζονται με ορείχαλκο για να τους προστατεύσουν από σκληρά περιβάλλοντα.
Ο μετρητής είναι ένα ρεύμα δοκιμής μέσω του αισθητήρα και το φαινόμενο Hall παράγει μια τάση την οποία καταγράφει ο μετρητής. Τα μαγνητικά πεδία είναι σπάνια στατικά και επειδή η τάση κυμαίνεται, ο μετρητής έχει συνήθως χαρακτηριστικά που παγώνουν την ανάγνωση σε μια συγκεκριμένη τιμή, καταγράφουν τις ενδείξεις και τα αποθηκεύουν και καταγράφουν μόνο την υψηλότερη ανιχνευόμενη τάση. Ορισμένοι μετρητές διακρίνουν τα πεδία DC και AC και υπολογίζουν αυτόματα το μέσο τετράγωνο ρίζας (RMS) των πεδίων AC.
Ποιος χρειάζεται μετρητή Gauss;
Οι μετρητές Gauss είναι χρήσιμες συσκευές και ένας ηλεκτρολόγος που έχει κάποιον μπορεί να διαγνώσει τα κακώς συνδεδεμένα κυκλώματα πιο εύκολα. Στην πραγματικότητα, ένας ελεγκτής τάσης χωρίς επαφή ανιχνεύει τη ροή ηλεκτρικής ενέργειας από το μαγνητικό πεδίο που παράγει, οπότε είναι ένας τύπος μετρητή gauss. Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μετρητή gauss για να μετρήσετε τη δύναμη του μαγνητικού πεδίου γύρω από τις γραμμές ηλεκτρικής ενέργειας, αν και τεχνικά θα χρειαζόσαστε μετρητή tesla λόγω της αντοχής του πεδίου. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μετρητή gauss για να μετρήσετε την ισχύ του μαγνητικού πεδίου περιβάλλοντος στο σπίτι σας. Αυτό το πεδίο αλλάζει ανάλογα με τις συσκευές που χρησιμοποιείτε.
Αν και οι επιδράσεις των μαγνητικών πεδίων στην υγεία δεν έχουν τεκμηριωθεί, υπάρχουν ορισμένες ενδείξεις ότι η παρατεταμένη έκθεση σε υψηλά μαγνητικά πεδία μπορεί να είναι επιβλαβής. Εάν ανησυχείτε για αυτό, χρειάζεστε εργαλεία μέτρησης gauss. Ένας μετρητής gauss σας δίνει τη δυνατότητα να ρυθμίσετε την ισχύ του πεδίου στο σπίτι σας.