Primul magnetometru
Când doriți să aflați puterea sau direcția unui câmp magnetic, un magnetometru este instrumentul dvs. de alegere. Acestea variază de la simplu - puteți face unul ușor în bucătăria dvs. - la complex, iar dispozitivele mai avansate sunt pasageri obișnuiți în misiuni de explorare spațială. Primul magnetometru a fost creat de Carl Friedrich Gauss, care este adesea numit „Prințul matematicii” și care a publicat o lucrare în 1833 descriind un nou dispozitiv pe care l-a numit „magnometru”. Designul său este foarte similar cu magnetometrul simplu descris mai jos, pe care îl puteți crea în bucătărie.
Tipuri
Deoarece sunt foarte sensibili, magnetometrele pot fi folosite pentru a găsi situri arheologice, depozite de fier, naufragii și alte lucruri care au o semnătură magnetică. O rețea de magnetometri din jurul Pământului monitorizează constant efectele minuscule ale vântului solar asupra câmpului magnetic al Pământului și publică datele pe indexul K (vezi Resurse). Există două tipuri de bază de magnetometre. Magnetometrele scalare măsoară forța unui câmp magnetic, în timp ce magnetometrele vectoriale măsoară direcția busolei.
Crearea ta
Există un magnetometru vectorial simplu pe care îl puteți face singur. Un magnet de bare, atârnat de un fir, va indica întotdeauna spre nord; marcând un capăt al acestuia, puteți observa mici variații pe măsură ce câmpul magnetic se schimbă. Adăugând o oglindă și lumină, puteți lua măsurători destul de precise și puteți detecta efectele furtunilor magnetice (pentru instrucțiuni complete, consultați linkul Suntrek din Resurse).
Efectul Hall
Magnetometrele mai complicate, precum cele utilizate pe navele spațiale, utilizează o varietate de metode pentru a detecta intensitatea și detectarea câmpului magnetic. Cei mai obișnuiți magnetometri sunt numiți senzori de efect Hall în stare solidă. Acești senzori utilizează proprietăți ale curentului electric care sunt afectate de prezența unui câmp magnetic care nu rulează paralel cu direcția curentului. Când există un câmp magnetic prezent, electronii (sau opusul lor, găurile electronice sau ambele) din curent se adună pe o parte a materialului conductiv. Când este absent, electronii sau găurile rulează într-o linie practic dreaptă. Modul în care un câmp magnetic afectează mișcarea electronilor sau găurilor poate fi măsurat și utilizat pentru a determina direcția unui câmp magnetic. Senzorii de efect Hall produc, de asemenea, o tensiune proporțională cu puterea câmpului magnetic, făcându-i atât magnetometri vectoriali, cât și scalari.
Magnetometre în viața de zi cu zi
Adesea întâlnim magnetometre în viața noastră de zi cu zi, deși s-ar putea să nu știți, sub formă de detectoare de metale. Detectoarele manuale de metale folosite de vânătorii de comori și de pasionați folosesc efectul Hall pentru a localiza obiecte metalice. Folosind un fenomen cunoscut sub numele de schimbare de fază, detectoarele pot face diferența între metale prin măsurarea rezistenței sau a inductanței (conductivității) obiectului.