¿Cómo funciona un magnetómetro?

Cuando desee averiguar la fuerza o la dirección de un campo magnético, un magnetómetro es su herramienta preferida. Van desde lo simple (puede hacer uno en su cocina fácilmente) hasta lo complejo, y los dispositivos más avanzados son pasajeros habituales en misiones de exploración espacial. El primer magnetómetro fue creado por Carl Friedrich Gauss, a quien a menudo se le llama "el Príncipe de las Matemáticas" y que publicó un artículo en 1833. describiendo un nuevo dispositivo que llamó un "magnómetro". Su diseño es muy similar al simple magnetómetro que se describe a continuación, que puede crear en su cocina.

Debido a que son muy sensibles, los magnetómetros se pueden usar para encontrar sitios arqueológicos, depósitos de hierro, naufragios y otras cosas que tengan una firma magnética. Una red de magnetómetros alrededor de la tierra monitorea constantemente los diminutos efectos del viento solar en el campo magnético de la tierra y publica los datos en el índice K (ver Recursos). Hay dos tipos básicos de magnetómetros. Los magnetómetros escalares miden la fuerza de un campo magnético, mientras que los magnetómetros vectoriales miden la dirección de la brújula.

Hay un magnetómetro vectorial simple que puede hacer usted mismo. Una barra magnética, que cuelga de un hilo, siempre apuntará al norte; al marcar un extremo, puede detectar pequeñas variaciones a medida que cambia el campo magnético. Al agregar un espejo y una luz, puede tomar medidas bastante precisas y detectar los efectos de las tormentas magnéticas (para obtener instrucciones completas, consulte el enlace de Suntrek en Recursos).

Los magnetómetros más complicados, como los que se utilizan en las naves espaciales, utilizan una variedad de métodos para detectar la intensidad y la detección del campo magnético. Los magnetómetros más comunes se denominan sensores de efecto Hall de estado sólido. Estos sensores utilizan propiedades de la corriente eléctrica que se ven afectadas por la presencia de un campo magnético que no corre paralelo a la dirección de la corriente. Cuando hay un campo magnético presente, los electrones (o sus opuestos, los agujeros de electrones, o ambos) en la corriente se juntan en un lado del material conductor. Cuando está ausente, los electrones o huecos corren básicamente en línea recta. La forma en que un campo magnético afecta el movimiento de los electrones o huecos se puede medir y utilizar para determinar la dirección de un campo magnético. Los sensores de efecto Hall también producen un voltaje que es proporcional a la fuerza del campo magnético, lo que los convierte en magnetómetros vectoriales y escalares.

A menudo nos encontramos con magnetómetros en nuestra vida diaria, aunque es posible que no lo sepa, en forma de detectores de metales. Los detectores de metales de mano utilizados por los cazadores de tesoros y los aficionados utilizan el efecto Hall para localizar objetos metálicos. Usando un fenómeno conocido como cambio de fase, los detectores pueden diferenciar entre metales midiendo la resistencia o inductancia (conductividad) del objeto.