ما هو مقياس جاوس؟

يعتبر كارل فريدريش جاوس (1777-1855) أحد أعظم علماء الرياضيات الذين عاشوا على الإطلاق ، وكان أيضًا رائدًا في دراسة المجالات المغناطيسية. طور أحد الأجهزة الأولى القادرة على قياس قوة واتجاه المجال المغناطيسي ، وهو مقياس المغناطيسية ، كما طور نظامًا من الوحدات لقياس المغناطيسية. تكريمًا له ، تم تسمية الوحدة الحديثة لكثافة التدفق المغناطيسي أو الحث المغناطيسي في نظام CGS (المتري) باسم جاوس. في نظام قياس SI الأكثر شمولاً ، فإن الوحدة الأساسية للتدفق المغناطيسي هي التسلا (التي سميت باسم نيكولا تيسلا). واحد تسلا يساوي 10000 جاوس.

مقياس جاوس هو نسخة حديثة من مقياس غاوس المغنطيسي. ويتكون من مسبار جاوس والمتر نفسه وكابل لتوصيلهم ، ويعمل بسبب تأثير هول الذي اكتشفه إدوين هول عام 1879. يمكنه قياس شدة واتجاه المجال المغناطيسي. يمكنك استخدام مقياس جاوس لقياس الحقول المغناطيسية الصغيرة نسبيًا. عندما تحتاج إلى قياس الأحجام الكبيرة ، فأنت تستخدم مقياس تسلا ، وهو في الأساس نفس الشيء ، ولكنه متدرج في وحدات تسلا الأكبر.

الكهرباء والمغناطيسية ظاهرتان متصلتان ، ويمكن أن يؤثر المجال المغناطيسي على التيار الكهربائي. إذا كان التيار يمر عبر موصل ، وقمت بوضع الموصل في مجال مغناطيسي مستعرض ، فإن قوة المجال ستدفع الإلكترونات إلى جانب واحد من الموصل. هذا التركيز غير المتماثل للإلكترونات يخلق جهدًا قابلًا للقياس عبر الموصل يتناسب طرديًا مع شدة المجال (B) والتيار (I) وتتناسب عكسيًا مع كثافة الشحنة (n) وسمك الموصل (د). العلاقة الرياضية هي:

V = IB / ned

حيث e هي شحنة إلكترون واحد.

مستشعر جاوس هو في الأساس مسبار هول ، وهو أهم جزء في مقياس غاوس. يمكن أن يكون مسطحًا ، وهو الأفضل لقياس المجالات المغناطيسية المستعرضة ، أو يمكن أن يكون محوريًا ، وهو أفضل قياس للحقول الموازية للمسبار ، مثل تلك الموجودة داخل ملف لولبي. يمكن أن تكون المجسات هشة ، خاصةً عند تصميمها لقياس الحقول الصغيرة ، وغالبًا ما تكون محصنة بالنحاس لحمايتها من البيئات القاسية.

يرسل المقياس تيار اختبار عبر المسبار ، وينتج تأثير هول جهدًا يسجله المقياس بعد ذلك. نادرًا ما تكون المجالات المغناطيسية ثابتة ، ولأن الجهد يتقلب ، فإن المقياس عادة ما يكون له ميزات قم بتجميد القراءة عند قيمة معينة ، والتقاط القراءات وحفظها ، وتسجيل أعلى جهد فقط مكتشف. تميز بعض المقاييس بين حقول التيار المستمر والتيار المتردد وتحسب تلقائيًا جذر متوسط ​​التربيع (RMS) لحقول التيار المتردد.

أجهزة قياس جاوس هي أجهزة مفيدة ، ويمكن للكهربائي الذي لديه واحد أن يشخص الدوائر السلكية بشكل أكثر سهولة. في الواقع ، يكتشف جهاز اختبار الجهد غير المتصل تدفق الكهرباء عن طريق المجال المغناطيسي الذي ينتجه ، لذلك فهو نوع من مقياس جاوس. يمكنك استخدام مقياس جاوس لقياس قوة المجال المغناطيسي حول خطوط الطاقة ، على الرغم من أنك من الناحية الفنية ستحتاج إلى مقياس تسلا بسبب قوة المجال. يمكنك أيضًا استخدام مقياس جاوس لقياس قوة المجال المغناطيسي المحيط في منزلك. يتغير هذا المجال وفقًا للأجهزة التي تستخدمها.

في حين لم يتم إثبات تأثير المجالات المغناطيسية على الصحة ، هناك بعض الأدلة على أن التعرض لفترات طويلة للمجالات المغناطيسية العالية يمكن أن يكون ضارًا. إذا كنت قلقًا بشأن هذا الأمر ، فأنت بحاجة إلى أدوات قياس جاوس. يمنحك مقياس جاوس القدرة على تنظيم شدة المجال في منزلك.