Cara dan metode untuk mengukur besaran magnetik
Kadang-kadang, untuk memecahkan masalah teknis atau untuk tujuan penelitian, besaran magnetik perlu diukur. Tentu saja, nilai kuantitas magnetik yang dibutuhkan juga dapat ditentukan secara tidak langsung dengan menggunakan rumus berdasarkan data awal yang diketahui. Namun, untuk mendapatkan nilai fluks magnet F yang paling akurat, induksi magnet B atau kekuatan medan magnet H, metode pengukuran langsung lebih cocok. Mari kita pertimbangkan metode pengukuran langsung besaran magnetik.
Pada prinsipnya, metode pengukuran nilai magnetik dapat didasarkan pada Medan gaya ke arus atau ke kawat. Gaya yang disebabkan oleh medan magnet dihubungkan ke proses listrik, dan kemudian dengan bantuan alat pengukur listrik, nilai besaran yang diukur diperoleh dalam bentuk yang sesuai untuk persepsi manusia.
Ada dua metode utama untuk mengukur besaran magnetik: induksi dan galvanomagnetik.
Yang pertama didasarkan pada induksi EMF ketika fluks magnet berubah, yang kedua - pada aksi medan magnet pada arus. Mari kita lihat kedua metode ini secara terpisah.
Metode induksi elektromagnetik
Diketahui bahwa ketika belitan kumparan L dilintasi oleh fluks magnet F (ketika fluks magnet yang menembus rangkaian berubah), EMF (E) diinduksi dalam konduktor kumparan, sebanding dengan laju perubahan magnet. fluks dF / dt, yaitu sebanding dengan nilainya F. Fenomena ini dijelaskan dengan rumus:
Dalam medan magnet yang seragam, fluks magnet F akan berbanding lurus dengan induksi magnet B, dan koefisien proporsionalitas akan menjadi luas lingkaran S yang ditembus oleh garis-garis induksi magnet.
Selanjutnya — induksi magnetik B akan berbanding lurus dengan kekuatan medan magnet H melalui konstanta magnet μ0 jika fenomena tersebut terjadi dalam ruang hampa, atau memperhitungkan permeabilitas magnetik media - juga melalui permeabilitas magnetik relatif μ dari media ini .
Jadi, metode induksi memungkinkan Anda menemukan nilai: fluks magnet Ф, induksi magnet B, dan kekuatan medan magnet H. Perangkat untuk mengukur fluks magnet disebut webmeter atau fluxmeter (dari fluks — fluks).
Webermeter terdiri dari kumparan induksi dengan parameter yang diketahui dan integrator DUT. Perangkat pengintegrasian adalah galvanometer magnetoelektrik.
Jika gulungan web meter dibawa masuk atau dibawa keluar dari ruang yang terdapat medan magnet, maka defleksi mekanisme pengukuran web meter (defleksi titik atau perubahan angka pada tampilan) akan sebanding dengan induksi B dari medan magnet itu.Ketergantungan matematis mudah dijelaskan dengan rumus:
Metode galvanomagnetik (metode Hall)
Diketahui dengan baik bahwa gaya Ampere bekerja pada kawat pembawa arus yang terletak di medan magnet luar, dan jika kita melihat prosesnya lebih dekat, maka gaya Lorentz bekerja pada partikel bermuatan yang bergerak di dalam kawat.
Jadi jika pelat penghantar ditempatkan dalam medan magnet dan arus listrik langsung atau bolak-balik melewati pelat, maka perbedaan potensial langsung atau bolak-balik akan muncul di ujung-ujung pelat. Beda potensial Ex ini disebut Hall EMF.
Berdasarkan parameter pelat yang diketahui, mengetahui Hall EMF, dimungkinkan untuk menentukan nilai induksi magnetik B. Alat yang dirancang untuk mengukur induksi magnetik disebut teslameter.
Jika Sensor aula (Sensor aula) daya dari satu sumber dan kemudian menerapkan perbedaan potensial kompensasi dari sumber kedua, kemudian dimungkinkan untuk menentukan ggl Hall dengan metode kompensator menggunakan pembanding.
Perangkatnya cukup sederhana: tegangan kompensasi yang diambil dari resistor yang dapat disesuaikan diterapkan dalam antiphase dengan ggl Hall dan dengan demikian nilai ggl Hall ditentukan. Ketika sirkuit kompensasi dan sensor Hall diumpankan dari sumber yang sama, kesalahan yang dapat timbul dari ketidakstabilan tegangan dan frekuensi generator dihilangkan.
Sensor hall banyak digunakan sebagai sensor posisi rotor pada motor listrik dan mesin lain di mana sinyal dapat diperoleh dari magnet permanen yang bergerak atau dari inti trafo magnet.Secara khusus, sensor Hall dalam beberapa aplikasi bertindak sebagai semacam alternatif untuk transformator arus pengukur.