Carl Friederich Gauss (1777-1855) è considerato uno dei più grandi matematici mai vissuti, e fu anche un pioniere nello studio dei campi magnetici. Ha sviluppato uno dei primi dispositivi in grado di misurare la forza e la direzione di un campo magnetico, il magnometro, e ha anche sviluppato un sistema di unità per misurare il magnetismo. In suo onore, la moderna unità di densità del flusso magnetico o induzione magnetica nel sistema CGS (metrico) è chiamata gauss. Nel sistema di misurazione SI più inclusivo, l'unità di base del flusso magnetico è il tesla (dal nome di Nikola Tesla). Una tesla equivale a 10.000 gauss.
Un misuratore di gauss è una versione moderna del magnometro di Gauss. Consiste in una sonda gauss, il misuratore stesso e un cavo per collegarli, e funziona grazie all'effetto Hall, scoperto da Edwin Hall nel 1879. Può misurare sia l'intensità che la direzione di un campo magnetico. Si utilizza un misuratore di gauss per misurare campi magnetici relativamente piccoli. Quando devi misurare quelli grandi, usi un teslametro, che è fondamentalmente la stessa cosa, ma graduato nelle unità di tesla più grandi.
Cos'è l'effetto hall?
Elettricità e magnetismo sono fenomeni correlati e un campo magnetico può influenzare una corrente elettrica. Se una corrente passa attraverso un conduttore e metti il conduttore in un campo magnetico trasversale, la forza del campo spingerà gli elettroni su un lato del conduttore. Questa concentrazione asimmetrica di elettroni crea una tensione misurabile attraverso il conduttore che è direttamente proporzionale al forza del campo (B) e della corrente (I) e inversamente proporzionale alla densità di carica (n) e allo spessore del conduttore (d). La relazione matematica è:
V = IB/ned
dove e è la carica di un singolo elettrone.
Come funziona un misuratore di Gauss?
Il sensore di gauss è fondamentalmente una sonda di Hall, ed è la parte più importante di un misuratore di gauss. Può essere piatto, che è il migliore per misurare i campi magnetici trasversali, o può essere assiale, che misura meglio i campi paralleli alla sonda, come quelli che esistono all'interno di un solenoide. Le sonde possono essere fragili, specialmente se progettate per misurare piccoli campi, e sono spesso rinforzate con ottone per proteggerle da ambienti difficili.
Il misuratore invia una corrente di prova attraverso la sonda e l'effetto Hall produce una tensione che il misuratore poi registra. I campi magnetici sono raramente statici e, poiché la tensione fluttua, lo strumento di solito ha caratteristiche che congelare la lettura a un valore particolare, acquisire le letture e salvarle e registrare solo la tensione più alta rilevato. Alcuni contatori distinguono tra campi CC e CA e calcolano automaticamente la radice quadrata media (RMS) dei campi CA.
Chi ha bisogno di un misuratore di Gauss?
I misuratori di Gauss sono dispositivi utili e un elettricista che ne ha uno può diagnosticare più facilmente i circuiti errati. Infatti, un tester di tensione senza contatto rileva il flusso di elettricità dal campo magnetico che produce, quindi è un tipo di misuratore di gauss. Puoi usare un misuratore di gauss per misurare la forza del campo magnetico attorno alle linee elettriche, anche se tecnicamente avresti bisogno di un misuratore di tesla a causa della forza del campo. Puoi anche usare un misuratore di gauss per misurare la forza del campo magnetico ambientale nella tua casa. Questo campo cambia a seconda degli apparecchi che usi.
Sebbene gli effetti dei campi magnetici sulla salute non siano stati stabiliti, esistono alcune prove che l'esposizione prolungata a campi magnetici elevati può essere dannosa. Se sei preoccupato per questo, hai bisogno di strumenti di misurazione gauss. Un misuratore di gauss ti dà la possibilità di regolare l'intensità del campo nella tua casa.