Medios y métodos para medir cantidades magnéticas.

A veces, para resolver problemas técnicos o con fines de investigación, es necesario medir cantidades magnéticas. Por supuesto, el valor de la cantidad magnética requerida también puede establecerse indirectamente recurriendo a fórmulas basadas en datos iniciales conocidos. Sin embargo, para obtener el valor más preciso del flujo magnético F, la inducción magnética B o la intensidad del campo magnético H, el método de medición directa es más adecuado. Consideremos los métodos de medición directa de cantidades magnéticas.

En principio, el método de medición del valor magnético puede basarse en campo magnético a la corriente o al cable. La fuerza causada por el campo magnético se conecta al proceso eléctrico y luego, con la ayuda de un dispositivo de medición eléctrica, se obtiene el valor de la cantidad medida en una forma conveniente para la percepción humana.

Hay dos métodos principales para medir cantidades magnéticas: inducción y galvanomagnético.

El primero se basa en la inducción de EMF cuando cambia el flujo magnético, el segundo, en la acción del campo magnético sobre la corriente. Veamos estos dos métodos por separado.

Método de inducción electromagnética.

Se sabe que cuando las espiras de la bobina L son atravesadas por el flujo magnético F (cuando cambia el flujo magnético que penetra en el circuito), se induce una FEM (E) en el conductor de la bobina, proporcional a la tasa de cambio del campo magnético. flujo dF / dt, es decir, proporcional a su valor F. Este fenómeno se describe mediante la fórmula:

En un campo magnético uniforme, el flujo magnético F será directamente proporcional a la inducción magnética B, y el coeficiente de proporcionalidad será el área del bucle S atravesada por las líneas de inducción magnética.

Más allá - inducción magnética B resultará ser directamente proporcional a la fuerza del campo magnético H a través de la constante magnética μ0 si el fenómeno ocurre en el vacío, o teniendo en cuenta la permeabilidad magnética del medio — también a través de la permeabilidad magnética relativa μ de este medio .

Entonces, el método de inducción le permite encontrar los valores: flujo magnético Ф, inducción magnética B y fuerza de campo magnético H. Los dispositivos para medir el flujo magnético se llaman webmeters o flujómetros (de flujo - flujo).

Un Webermeter consta de una bobina de inducción con parámetros conocidos y un integrador DUT. El dispositivo integrador es un galvanómetro magnetoeléctrico.

Si la bobina de un medidor de banda se lleva o saca de un espacio donde hay un campo magnético, entonces la desviación del mecanismo de medición del medidor de banda (desviación de punto o cambio de números en la pantalla) será proporcional a la inducción B de ese campo magnético.La dependencia matemática se describe fácilmente mediante la fórmula:

Método galvanomagnético (método Hall)

Es bien sabido que la fuerza de Ampere actúa sobre un cable que transporta corriente ubicado en un campo magnético externo, y si observamos el proceso más de cerca, entonces la fuerza de Lorentz actúa sobre partículas cargadas que se mueven en el cable.

Entonces, si una placa conductora se coloca en un campo magnético y una corriente eléctrica directa o alterna pasa a través de la placa, aparecerá una diferencia de potencial directa o alterna en los extremos de la placa. Esta diferencia de potencial Ex se llama FEM de Hall.

Con base en los parámetros conocidos de la placa, conociendo el Hall EMF, es posible determinar el valor de la inducción magnética B. Un dispositivo diseñado para medir la inducción magnética se llama teslameter.

Si Sensor de pasillo (sensor de pasillo) potencia de una fuente y luego aplicar una diferencia de potencial de compensación de una segunda fuente, entonces es posible determinar la fem de Hall por el método del compensador usando un comparador.

El dispositivo es bastante simple: el voltaje de compensación tomado de la resistencia ajustable se aplica en oposición de fase con la fem de Hall y así se determina el valor de la fem de Hall. Cuando el circuito de compensación y el sensor Hall se alimentan de la misma fuente, se elimina el error que puede surgir por la inestabilidad del voltaje y la frecuencia del generador.

Los sensores Hall se utilizan ampliamente como sensores de posición del rotor en motores eléctricos y otras máquinas en las que se puede obtener una señal de un imán permanente en movimiento o de un núcleo de transformador magnetizado.En particular, el sensor Hall en algunas aplicaciones actúa como una especie de alternativa al transformador de corriente de medición.