Bagaimana Magnetometer Bekerja?

Saat Anda ingin mengetahui kekuatan atau arah medan magnet, magnetometer adalah alat pilihan Anda. Mulai dari yang sederhana - Anda dapat membuatnya di dapur Anda dengan mudah - hingga yang kompleks, dan perangkat yang lebih canggih adalah penumpang reguler dalam misi eksplorasi ruang angkasa. Magnetometer pertama diciptakan oleh Carl Friedrich Gauss, yang sering disebut "Pangeran Matematika," dan yang menerbitkan makalah pada tahun 1833 menggambarkan perangkat baru yang disebutnya "magnometer." Desainnya sangat mirip dengan magnetometer sederhana yang dijelaskan di bawah ini, yang dapat Anda buat di dapur.

Karena sangat sensitif, magnetometer dapat digunakan untuk menemukan situs arkeologi, deposit besi, bangkai kapal dan hal-hal lain yang memiliki tanda magnet. Jaringan magnetometer di sekitar bumi terus-menerus memantau efek kecil angin matahari pada medan magnet bumi dan menerbitkan data pada indeks-K (lihat Sumberdaya). Ada dua tipe dasar magnetometer. Magnetometer skalar mengukur kekuatan medan magnet, sedangkan magnetometer vektor mengukur arah kompas.

Ada magnetometer vektor sederhana yang bisa Anda buat sendiri. Sebuah magnet batang, tergantung dari seutas benang, akan selalu mengarah ke utara; dengan menandai salah satu ujungnya, Anda dapat melihat variasi kecil saat medan magnet berubah. Dengan menambahkan cermin dan cahaya, Anda dapat melakukan pengukuran yang cukup akurat dan mendeteksi efek badai magnetik (untuk instruksi lengkap, lihat tautan Suntrek di Sumberdaya).

Magnetometer yang lebih rumit, seperti yang digunakan pada pesawat ruang angkasa, menggunakan berbagai metode untuk mendeteksi kekuatan dan deteksi medan magnet. Magnetometer yang paling umum disebut sensor Solid-State Hall Effect. Sensor ini menggunakan sifat arus listrik yang dipengaruhi oleh adanya medan magnet yang tidak searah dengan arah arus. Ketika ada medan magnet, elektron (atau kebalikannya, lubang elektron, atau keduanya) dalam arus berkumpul di satu sisi bahan konduktif. Ketika tidak ada, elektron atau lubang pada dasarnya berjalan dalam garis lurus. Cara medan magnet mempengaruhi gerakan elektron atau lubang dapat diukur dan digunakan untuk menentukan arah medan magnet. Sensor Hall Effect juga menghasilkan tegangan yang sebanding dengan kekuatan medan magnet, menjadikannya magnetometer vektor dan skalar.

Magnetometer sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari, meskipun mungkin Anda tidak mengetahuinya, dalam bentuk detektor logam. Detektor logam genggam yang digunakan oleh pemburu harta karun dan penghobi menggunakan Efek Hall untuk menemukan objek logam. Menggunakan fenomena yang dikenal sebagai pergeseran fasa, detektor dapat membedakan antara logam dengan mengukur resistansi atau induktansi (konduktivitas) objek.