Carl Friederich Gaussia (1777-1855) pidetään yhtenä suurimmista koskaan eläneistä matemaatikoista, ja hän oli myös edelläkävijä magneettikenttien tutkimuksessa. Hän kehitti yhden ensimmäisistä laitteista, jotka pystyvät mittaamaan magneettikentän voimakkuuden ja suunnan, magnometrin, ja kehitti myös yksikköjärjestelmän magneettisuuden mittaamiseksi. Hänen kunniakseen moderni magneettivuon tiheyden tai magneettisen induktion yksikkö CGS (metrinen) -järjestelmässä on nimeltään gauss. Kattavammassa SI-mittausjärjestelmässä magneettivuon perusyksikkö on tesla (nimetty Nikola Teslan mukaan). Yksi tesla on 10000 gaussia.
Gaussin mittari on moderni versio Gaussin magneettimittarista. Se koostuu gauss-koettimesta, itse mittarista ja kaapelista niiden yhdistämiseksi, ja se toimii Hall-efektin takia, jonka Edwin Hall löysi vuonna 1879. Se voi mitata sekä magneettikentän voimakkuutta että suuntaa. Mittaa suhteellisen pieniä magneettikenttiä gauss-mittarilla. Kun sinun on mitattava suuria, käytetään tesla-mittaria, joka on pohjimmiltaan sama asia, mutta valmistui suuremmissa tesla-yksiköissä.
Mikä on Hall-vaikutus?
Sähkö ja magnetismi ovat toisiinsa liittyviä ilmiöitä, ja magneettikenttä voi vaikuttaa sähkövirtaan. Jos virta kulkee johtimen läpi ja sijoitat johtimen poikittaiseen magneettikenttään, kentän voima työntää elektronit johtimen toiselle puolelle. Tämä epäsymmetrinen elektronipitoisuus luo mitattavan jännitteen johtimen yli, joka on suoraan verrannollinen jännitteeseen kentän (B) ja virran (I) voimakkuus ja kääntäen verrannollinen varaustiheyteen (n) ja johtimen paksuuteen (d). Matemaattinen suhde on:
V = IB / ned
missä e on yhden elektronin varaus.
Kuinka Gaussin mittari toimii?
Gaussin anturi on pohjimmiltaan Hall-koetin, ja se on tärkein osa gauss-mittaria. Se voi olla tasainen, mikä sopii parhaiten poikittaisten magneettikenttien mittaamiseen, tai se voi olla aksiaalinen, joka mittaa parhaiten koettimen suuntaisia kenttiä, kuten solenoidin sisällä olevia kenttiä. Koettimet voivat olla hauraita, varsinkin kun ne on suunniteltu mittaamaan pieniä peltoja, ja ne on usein väkevöity messinkillä suojaamaan niitä ankarilta olosuhteilta.
Mittari lähettää testivirran koettimen läpi, ja Hall-ilmiö tuottaa jännitteen, jonka mittari sitten tallentaa. Magneettikentät ovat harvoin staattisia, ja koska jännite vaihtelee, mittarilla on yleensä ominaisuuksia jäädytä lukema tietyllä arvolla, sieppaa lukemat ja tallenna ne ja tallenna vain korkein jännite havaittu. Jotkut mittarit erottavat tasa- ja vaihtovirta-kentät ja laskevat automaattisesti vaihtovirta-kenttien neliökeskiarvon (RMS).
Kuka tarvitsee Gauss-mittaria?
Gaussin mittarit ovat hyödyllisiä laitteita, ja sähköasentaja, jolla on sellainen, voi diagnosoida väärin kytketyt piirit helpommin. Itse asiassa kosketuksettoman jännitteen testeri havaitsee sähkön virtauksen tuottamastaan magneettikentästä, joten se on eräänlainen gauss-mittari. Voit mitata magneettikentän voimakkuutta voimajohtojen ympärillä gauss-mittarilla, vaikka teknisesti tarvitset tesla-mittarin kentän voimakkuuden vuoksi. Voit myös mitata talosi ympäristön magneettikentän voimakkuutta gaussimittarilla. Tämä kenttä muuttuu käyttämiesi laitteiden mukaan.
Vaikka magneettikenttien vaikutuksia terveyteen ei ole osoitettu, on olemassa joitain todisteita siitä, että pitkäaikainen altistuminen suurille magneettikentille voi olla haitallista. Jos olet huolissasi tästä, tarvitset gaussin mittaustyökaluja. Gaussin mittari antaa sinulle mahdollisuuden säätää talosi kentän voimakkuutta.