קרל פרידריך גאוס (1777-1855) נחשב לאחד מגדולי המתמטיקאים שחיו אי פעם, והוא גם היה חלוץ בחקר שדות מגנטיים. הוא פיתח אחד המכשירים הראשונים המסוגלים למדוד את חוזק וכיוון השדה המגנטי, המגנומטר, וכן פיתח מערכת יחידות למדידת מגנטיות. לכבודו, היחידה המודרנית של צפיפות שטף מגנטית או אינדוקציה מגנטית במערכת CGS (מטרית) נקראת גאוס. במערכת המדידה SI הכוללת יותר, היחידה הבסיסית של השטף המגנטי היא הטסלה (על שם ניקולה טסלה). טסלה אחת שווה 10,000 גאוס.
מד גאוס הוא גרסה מודרנית למגנומטר של גאוס. הוא מורכב מחדר גאוס, המונה עצמו וכבל לחיבורם, והוא פועל בגלל אפקט הול, שהתגלה על ידי אדווין הול בשנת 1879. הוא יכול למדוד הן את עוצמתו והן את כיוונו של שדה מגנטי. אתה משתמש במד גאוס למדידת שדות מגנטיים קטנים יחסית. כשאתה צריך למדוד גדולים, אתה משתמש במד טסלה, שזה בעצם אותו הדבר, אך סיים את לימודיו ביחידות הטסלה הגדולות יותר.
מהו אפקט ההיכל?
חשמל ומגנטיות הם תופעות קשורות, ושדה מגנטי יכול להשפיע על זרם חשמלי. אם זרם עובר דרך מוליך, ואתה מציב את המוליך בשדה מגנטי רוחבי, כוח השדה ידחוף את האלקטרונים לצד אחד של המוליך. ריכוז א-סימטרי זה של אלקטרונים יוצר מתח מדיד על פני המוליך שביחס ישר ל חוזק השדה (B) והזרם (I) וביחס הפוך לצפיפות המטען (n) ולעובי המוליך (ד). הקשר המתמטי הוא:
V = IB / ned
כאשר e הוא המטען של אלקטרון יחיד.
איך עובד מד גאוס?
חיישן הגאוס הוא בעצם חללית הול, וזה החלק החשוב ביותר במד גאוס. זה יכול להיות שטוח, וזה הכי טוב למדידת שדות מגנטיים רוחביים, או שהוא יכול להיות צירי, שמודד בצורה הטובה ביותר שדות מקבילים לבדיקה, כמו אלה שקיימים בתוך סולנואיד. בדיקות יכולות להיות שבירות, במיוחד כאשר הן מיועדות למדידת שדות קטנים, ולעתים קרובות הן מבוצרות בפליז כדי להגן עליהם מפני סביבות קשות.
המונה שולח זרם בדיקה דרך הגשוש, ואפקט הול מייצר מתח שהמונה רושם לאחר מכן. שדות מגנטיים הם לעתים רחוקות סטטיים, ומכיוון שהמתח משתנה, לרוב יש למונה תכונות שיש להם להקפיא את הקריאה בערך מסוים, לתפוס קריאות ולשמור אותן, ולהקליט רק את המתח הגבוה ביותר זוהה. מטרים מסוימים מבחינים בין שדות DC ו- AC ומחושבים אוטומטית את ריבוע השורש הממוצע (RMS) של שדות AC.
מי צריך מד גאוס?
מדי גאוס הם מכשירים שימושיים, וחשמלאי שיש לו יכול לאבחן מעגלים קווית ביתר קלות. למעשה, בודק מתח ללא מגע מגלה את זרימת החשמל על ידי השדה המגנטי שהוא מייצר, ולכן זהו סוג של מד גאוס. אתה יכול להשתמש במד גאוס כדי למדוד את עוצמת השדה המגנטי סביב קווי חשמל, אם כי מבחינה טכנית תצטרך מד טסלה בגלל חוזק השדה. תוכלו גם להשתמש במד גאוס למדידת חוזק השדה המגנטי הסביבתי בביתכם. שדה זה משתנה בהתאם לאילו מכשירים אתה משתמש.
אמנם ההשפעות של שדות מגנטיים על הבריאות אינן מבוססות, אך ישנן עדויות לכך שחשיפה ממושכת לשדות מגנטיים גבוהים עלולה להזיק. אם אתה מודאג מכך, אתה זקוק לכלי מדידת גאוס. מד גאוס נותן לך את היכולת לווסת את חוזק השדה בביתך.
