Inhalt
Carl Friederich Gauss (1777-1855) gilt als einer der größten Mathematiker, die je gelebt haben, und er war auch ein Pionier in der Erforschung von Magnetfeldern. Er entwickelte eines der ersten Geräte zur Messung der Stärke und Richtung eines Magnetfelds, das Magnometer, und entwickelte ein Einheitensystem zur Messung des Magnetismus. Ihm zu Ehren wird die moderne Einheit der magnetischen Flussdichte oder magnetischen Induktion im CGS-System (metrisches System) als Gauß bezeichnet. In dem umfassenderen SI-Messsystem ist die Grundeinheit des magnetischen Flusses das Tesla (benannt nach Nikola Tesla). Ein Tesla entspricht 10.000 Gauss.
Ein Gauß-Messgerät ist eine moderne Version des Gauß-Magnometers. Es besteht aus einer Gauß-Sonde, dem Messgerät selbst und einem Kabel zum Anschließen und funktioniert aufgrund des Hall-Effekts, der 1879 von Edwin Hall entdeckt wurde. Es kann sowohl die Intensität als auch die Richtung eines Magnetfelds messen. Sie verwenden ein Gauß-Messgerät, um relativ kleine Magnetfelder zu messen. Wenn Sie große Tesla-Einheiten messen müssen, verwenden Sie ein Tesla-Messgerät, das im Grunde dasselbe ist, jedoch in den größeren Tesla-Einheiten abgestuft ist.
Was ist der Halleffekt?
Elektrizität und Magnetismus sind verwandte Phänomene, und ein Magnetfeld kann einen elektrischen Strom beeinflussen. Wenn ein Strom durch einen Leiter fließt und Sie den Leiter in ein transversales Magnetfeld versetzen, werden die Elektronen durch die Kraft des Feldes auf eine Seite des Leiters gedrückt. Diese asymmetrische Konzentration von Elektronen erzeugt eine messbare Spannung am Leiter, die direkt proportional zur Stärke des Feldes (B) und des Stroms (I) und umgekehrt proportional zur Ladungsdichte (n) und zur Dicke des Leiters (d) ist. . Die mathematische Beziehung lautet:
V = IB / ned
wobei e die Ladung eines einzelnen Elektrons ist.
Wie funktioniert ein Gauß-Messgerät?
Der Gauß-Sensor ist im Grunde eine Hallsonde und der wichtigste Teil eines Gauß-Messgeräts. Es kann flach sein, was für die Messung von transversalen Magnetfeldern am besten ist, oder es kann axial sein, was für die Messung von Feldern parallel zur Sonde am besten ist, wie sie in einem Solenoid vorhanden sind. Sonden können zerbrechlich sein, insbesondere wenn sie für die Messung kleiner Felder ausgelegt sind. Sie sind häufig mit Messing verstärkt, um sie vor rauen Umgebungen zu schützen.
Das Messgerät führt einen Teststrom durch die Sonde, und der Hall-Effekt erzeugt eine Spannung, die das Messgerät dann aufzeichnet. Magnetfelder sind selten statisch. Da die Spannung schwankt, verfügt das Messgerät normalerweise über Funktionen, die den Messwert auf einem bestimmten Wert einfrieren, Messwerte erfassen und speichern und nur die höchste festgestellte Spannung aufzeichnen. Einige Messgeräte unterscheiden zwischen DC- und AC-Feldern und berechnen automatisch den quadratischen Mittelwert (RMS) von AC-Feldern.
Wer braucht ein Gauß-Messgerät?
Gauß-Messgeräte sind nützliche Geräte, und ein Elektriker, der sie hat, kann fehlverdrahtete Stromkreise leichter diagnostizieren. Tatsächlich erkennt ein berührungsloser Spannungsprüfer den Stromfluss anhand des von ihm erzeugten Magnetfelds. Es handelt sich also um eine Art Gauß-Messgerät. Sie können ein Gauß-Messgerät verwenden, um die Stärke des Magnetfelds um Stromleitungen zu messen, obwohl Sie aufgrund der Stärke des Felds technisch ein Tesla-Messgerät benötigen würden. Sie können auch ein Gauß-Messgerät verwenden, um die Stärke des umgebenden Magnetfelds in Ihrem Haus zu messen. Dieses Feld ändert sich je nach den von Ihnen verwendeten Geräten.
Obwohl die Auswirkungen von Magnetfeldern auf die Gesundheit nicht nachgewiesen sind, gibt es Hinweise darauf, dass eine längere Exposition gegenüber starken Magnetfeldern schädlich sein kann. Wenn Sie diesbezüglich Bedenken haben, benötigen Sie Gauß-Messwerkzeuge. Mit einem Gauß-Messgerät können Sie die Feldstärke in Ihrem Haus regulieren.