Uneori în procesul de lucru, în cercetarea științifică sau în curiozitatea simplă, este necesară determinarea cantităților magnetice. Ele pot fi calculate fie prin formule, având datele necesare, fie pentru măsurarea cantității magnetice. În această lucrare vom analiza măsurarea cantităților magnetice.
Cantitățile magnetice includ, de regulă, intensitatea câmpului magnetic H, fluxul magnetic Φ, precum și magnitudinea inducției magnetice B.
Metoda de măsurare a cantităților magnetice se bazează pe conversia acestor cantități în cantități electrice și, cu ajutorul unui instrument electric, duce la o formă accesibilă pentru percepția umană.
Două metode de măsurare-inducție și efecte galvanomagnetice - au devenit cele mai răspândite. Vom analiza fiecare separat.
Metoda de inducție
Ea se bazează pe efectul EMF în bobinele unei bobine electromagnetice atunci când fluxul magnetic Φ se schimbă, care aderă la acesta, după cum se arată mai jos:
Dependența analitice va arata ca:
Unde: w este numărul de rotații în bobină, ψ este legătura fluxului.
Dacă câmpul magnetic este uniform, atunci fluxul magnetic Φ va fi conectat cu inducția magnetică B cu următoarea expresie - Φ = Bs, unde s este aria secțiunii transversale a bobinei.
Dacă mediul în care apare un astfel de fenomen de aer, atunci inducția magnetică B va fi legată de intensitatea câmpului magnetic H de dependența: B = μ0H, unde μ0 este constanta magnetică pentru mediul de aer.
Se poate concluziona că metoda de inducție face posibilă determinarea intensității câmpului magnetic, a fluxului magnetic și a inducției magnetice:
Instrumentele care măsoară fluxul magnetic sunt numite webometre.
Cea mai simplă diagramă a unui astfel de dispozitiv este prezentată mai jos:
Se compune dintr-o bobină de inducție, indicată pe diagrama (Wk) și un dispozitiv de integrare a UI. Magnetoelectric galvanometre, fără dispozitive anti-cuplu, sunt adesea folosite ca integratori IW. Dacă bobina dispozitivului de măsurare este ridicată sau scoasă din câmpul magnetic, abaterea mecanismului de măsurare va fi proporțională cu fluxul magnetic și va fi determinată de dependența:
Unde: α - unghiul de deviere al săgeții dispozitivului, Wk - numărul de rotații în bobina de măsurare, Сф - prețul de divizare al variantei.
De exemplu, contoarele tip M199 și M1119 au un preț de divizare de 5 * 10 -6 și 10 -4 Vb / div, iar eroarea lor principală este de ± 1,5%.
Metoda de efecte galvanomagnetice
O aplicație foarte largă a acestor efecte galvanomagnetice a primit așa-numita metodă Hall.
Esența lui este următoarea: dacă printr-o placă care constă dintr-un semiconductor și se află într-un câmp magnetic cu inducția B, să treacă un curent I, atunci între punctele X - X va exista o diferență de potențiale Ex. care se numește Sala EMF. Schema este prezentată mai jos:
Emf-ul va fi:
Unde: Sn este sensibilitatea convertorului la curentul I.
Dispozitivele care măsoară inducția magnetică B se numesc telesmetere.
O diagramă simplificată a unui astfel de dispozitiv cu un convertor Hall (PC) este prezentată mai jos:
Traductorul Hall este un curent alternativ prin transformatorul TP de la generatorul G. Măsurați emf-ul Hall cu o metodă de compensare. Compensarea tensiunii Uk. sunt îndepărtate de la rezistorul R1 și alimentate în antifază cu sala EMF către comparatorul SU. Folosind un rezistor variabil R, comparatorul este calibrat. De asemenea, alimentarea senzorului Hall și a circuitului de compensare de la o singură sursă de tensiune face posibilă eliminarea erorii de la frecvența și tensiunea instabilă a generatorului.
Conform acestei scheme, funcționează un telesmeter tip Ш1-8, care poate măsura inducția în intervalul 0,01 - 1,6 T. Eroarea de bază a acestui dispozitiv nu depășește ± 2%.
De asemenea, senzorii Hall sunt utilizați foarte activ în motoarele electrice asincrone moderne, cu control vectorial pentru legarea fluxurilor de mașini electrice.