चुंबकीय मात्रा को मापने के लिए साधन और तरीके

कभी-कभी, तकनीकी समस्याओं को हल करने के लिए या अनुसंधान उद्देश्यों के लिए चुंबकीय मात्रा को मापना आवश्यक होता है। बेशक, ज्ञात प्रारंभिक डेटा के आधार पर सूत्रों का सहारा लेकर अप्रत्यक्ष रूप से आवश्यक चुंबकीय मात्रा का मूल्य भी स्थापित किया जा सकता है। हालांकि, चुंबकीय प्रवाह एफ, चुंबकीय प्रेरण बी या चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच का सबसे सटीक मूल्य प्राप्त करने के लिए, प्रत्यक्ष माप विधि अधिक उपयुक्त है। आइए हम चुंबकीय मात्राओं के प्रत्यक्ष मापन की विधियों पर विचार करें।

सिद्धांत रूप में, चुंबकीय मूल्य को मापने की विधि पर आधारित हो सकती है चुंबकीय क्षेत्र करंट या तार को। चुंबकीय क्षेत्र के कारण उत्पन्न बल विद्युत प्रक्रिया से जुड़ा होता है, और फिर विद्युत मापने वाले उपकरण की मदद से मापी गई मात्रा का मान मानव धारणा के लिए सुविधाजनक रूप में प्राप्त होता है।

चुंबकीय मात्रा को मापने की दो मुख्य विधियाँ हैं: प्रेरण और गैल्वेनोमैग्नेटिक।

पहला ईएमएफ के प्रेरण पर आधारित है जब चुंबकीय प्रवाह बदलता है, दूसरा - वर्तमान पर चुंबकीय क्षेत्र की कार्रवाई पर। आइए इन दोनों तरीकों को अलग-अलग देखें।

विद्युत चुम्बकीय प्रेरण की विधि

यह ज्ञात है कि जब कॉइल L के घुमावों को चुंबकीय प्रवाह F द्वारा पार किया जाता है (जब सर्किट में प्रवेश करने वाला चुंबकीय प्रवाह बदल जाता है), तो कॉइल कंडक्टर में एक EMF (E) प्रेरित होता है, जो चुंबकीय परिवर्तन की दर के समानुपाती होता है। फ्लक्स dF / dt, जो कि इसके मान F के समानुपाती है। इस घटना को सूत्र द्वारा वर्णित किया गया है:

एक समान चुंबकीय क्षेत्र में, चुंबकीय प्रवाह एफ चुंबकीय प्रेरण बी के सीधे आनुपातिक होगा, और आनुपातिकता का गुणांक चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं द्वारा छिद्रित लूप एस का क्षेत्र होगा।

आगे - चुंबकीय प्रेरण B चुंबकीय स्थिरांक μ0 के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र H की ताकत के सीधे आनुपातिक हो जाएगा यदि घटना एक निर्वात में होती है, या माध्यम की चुंबकीय पारगम्यता को ध्यान में रखते हुए - इस माध्यम के सापेक्ष चुंबकीय पारगम्यता μ के माध्यम से भी .

तो, प्रेरण विधि आपको मान खोजने की अनुमति देती है: चुंबकीय प्रवाह एफ, चुंबकीय प्रेरण बी और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच। चुंबकीय प्रवाह को मापने के लिए उपकरणों को वेबमीटर या फ्लक्समीटर (फ्लक्स - फ्लक्स से) कहा जाता है।

एक वेबरमीटर में ज्ञात पैरामीटर और एक डीयूटी इंटीग्रेटर के साथ एक प्रेरण कॉइल होता है। एकीकृत उपकरण एक मैग्नेटोइलेक्ट्रिक गैल्वेनोमीटर है।

यदि एक वेब मीटर के कॉइल को एक ऐसे स्थान में लाया या बाहर ले जाया जाता है जहां एक चुंबकीय क्षेत्र होता है, तो वेब मीटर के मापन तंत्र का विक्षेपण (बिंदु विक्षेपण या प्रदर्शन पर संख्याओं का परिवर्तन) के समानुपाती होगा उस चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण बी।गणितीय निर्भरता सूत्र द्वारा आसानी से वर्णित है:

गैल्वेनोमैग्नेटिक विधि (हॉल विधि)

यह सर्वविदित है कि एम्पीयर का बल एक बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में स्थित विद्युत प्रवाहित तार पर कार्य करता है, और यदि हम इस प्रक्रिया को अधिक बारीकी से देखें, तो लोरेंत्ज़ का बल तार में गतिमान आवेशित कणों पर कार्य करता है।

इसलिए यदि एक संवाहक प्लेट को चुंबकीय क्षेत्र में रखा जाता है और प्लेट के माध्यम से एक प्रत्यक्ष या वैकल्पिक विद्युत प्रवाह गुजरता है, तो प्लेट के सिरों पर एक प्रत्यक्ष या वैकल्पिक संभावित अंतर दिखाई देगा। इस संभावित अंतर Ex को हॉल EMF कहा जाता है।

प्लेट के ज्ञात मापदंडों के आधार पर, हॉल ईएमएफ को जानकर, चुंबकीय प्रेरण बी के मूल्य को निर्धारित करना संभव है। चुंबकीय प्रेरण को मापने के लिए डिज़ाइन किए गए उपकरण को टेस्लामीटर कहा जाता है।

अगर हॉल सेंसर (हॉल सेंसर) एक स्रोत से बिजली और फिर दूसरे स्रोत से एक क्षतिपूर्ति संभावित अंतर लागू करें, फिर एक तुलनित्र का उपयोग कर क्षतिपूर्ति विधि द्वारा हॉल ईएमएफ निर्धारित करना संभव है।

डिवाइस काफी सरल है: समायोज्य प्रतिरोधी से लिया गया क्षतिपूर्ति वोल्टेज हॉल ईएमएफ के साथ एंटीपेज़ में लगाया जाता है और इस प्रकार हॉल ईएमएफ का मान निर्धारित किया जाता है। जब मुआवजा सर्किट और हॉल सेंसर को एक ही स्रोत से खिलाया जाता है, तो वोल्टेज की अस्थिरता और जनरेटर की आवृत्ति से उत्पन्न होने वाली त्रुटि समाप्त हो जाती है।

हॉल सेंसर व्यापक रूप से इलेक्ट्रिक मोटर्स और अन्य मशीनों में रोटर पोजीशन सेंसर के रूप में उपयोग किए जाते हैं जहां एक चलती स्थायी चुंबक या चुंबकित ट्रांसफार्मर कोर से एक संकेत प्राप्त किया जा सकता है।विशेष रूप से, कुछ अनुप्रयोगों में हॉल सेंसर वर्तमान ट्रांसफार्मर को मापने के विकल्प के रूप में कार्य करता है।