Carl Friederich Gauss (1777-1855) wordt beschouwd als een van de grootste wiskundigen die ooit heeft geleefd, en hij was ook een pionier in de studie van magnetische velden. Hij ontwikkelde een van de eerste apparaten die de sterkte en richting van een magnetisch veld konden meten, de magnometer, en hij ontwikkelde ook een systeem van eenheden om magnetisme te meten. Ter ere van hem wordt de moderne eenheid van magnetische fluxdichtheid of magnetische inductie in het CGS (metrische) systeem de gauss genoemd. In het meer omvattende SI-meetsysteem is de basiseenheid van magnetische flux de tesla (genoemd naar Nikola Tesla). Eén tesla is gelijk aan 10.000 gauss.
Een gauss-meter is een moderne versie van de magnometer van Gauss. Het bestaat uit een gauss-sonde, de meter zelf en een kabel om ze aan te sluiten, en het werkt dankzij het Hall-effect, dat in 1879 door Edwin Hall werd ontdekt. Het kan zowel de intensiteit als de richting van een magnetisch veld meten. Een gaussmeter gebruik je om relatief kleine magnetische velden te meten. Wanneer u grote moet meten, gebruikt u een tesla-meter, wat in principe hetzelfde is, maar gegradueerd in de grotere tesla-eenheden.
Wat is het Hall-effect?
Elektriciteit en magnetisme zijn verwante verschijnselen en een magnetisch veld kan een elektrische stroom beïnvloeden. Als er een stroom door een geleider gaat en je plaatst de geleider in een transversaal magnetisch veld, zal de kracht van het veld de elektronen naar één kant van de geleider duwen. Deze asymmetrische concentratie van elektronen creëert een meetbare spanning over de geleider die recht evenredig is met de sterkte van het veld (B) en de stroom (I) en omgekeerd evenredig met de ladingsdichtheid (n) en de dikte van de geleider (d). De wiskundige relatie is:
V = IB/ned
waarbij e de lading is van een enkel elektron.
Hoe werkt een Gauss-meter?
De Gauss-sensor is in feite een Hall-sonde en het is het belangrijkste onderdeel van een Gauss-meter. Het kan vlak zijn, wat het beste is voor het meten van transversale magnetische velden, of het kan axiaal zijn, wat het beste velden meet evenwijdig aan de sonde, zoals die in een solenoïde bestaan. Sondes kunnen kwetsbaar zijn, vooral wanneer ze zijn ontworpen om kleine velden te meten, en ze zijn vaak versterkt met messing om ze te beschermen tegen ruwe omgevingen.
De meter stuurt een teststroom door de sonde en het Hall-effect produceert een spanning die de meter vervolgens registreert. Magnetische velden zijn zelden statisch en omdat de spanning fluctueert, heeft de meter meestal kenmerken die: bevries de meetwaarde op een bepaalde waarde, leg meetwaarden vast en sla ze op, en registreer alleen de hoogste spanning gedetecteerd. Sommige meters maken onderscheid tussen DC- en AC-velden en berekenen automatisch de root mean square (RMS) van AC-velden.
Wie heeft een Gauss-meter nodig?
Gauss-meters zijn handige apparaten en een elektricien die er een heeft, kan gemakkelijker een diagnose stellen van verkeerd bekabelde circuits. In feite detecteert een contactloze spanningstester de elektriciteitsstroom door het magnetische veld dat het produceert, dus het is een soort gaussmeter. Je kunt een gaussmeter gebruiken om de sterkte van het magnetische veld rond hoogspanningslijnen te meten, hoewel je technisch gezien een teslameter nodig hebt vanwege de sterkte van het veld. U kunt ook een gaussmeter gebruiken om de sterkte van het magnetische omgevingsveld in uw huis te meten. Dit veld verandert afhankelijk van de apparaten die u gebruikt.
Hoewel de effecten van magnetische velden op de gezondheid niet zijn vastgesteld, zijn er aanwijzingen dat langdurige blootstelling aan sterke magnetische velden schadelijk kan zijn. Als je je hier zorgen over maakt, heb je Gauss-meetinstrumenten nodig. Een gaussmeter geeft u de mogelijkheid om de veldsterkte in uw huis te regelen.