מהו מד עוצמת שדה מגנטי (מד גאוס) ולמה הוא משמש?

הגרסה המודרנית של מגנומטר גאוס ידועה כמד גאוס. מד גאוס יכול למדוד את הכיוון והעוצמה של שדות מגנטיים קטנים. עבור שדות מגנטיים גדולים יותר, נעשה שימוש ב-Tesla Meter, שהוא מוצר דומה, אך הוא מודד ביחידות טסלה גדולות יותר. מד גאוס עובד על בסיס אפקט הול שהתגלה ב-1879 על ידי אדווין הול.

החלוץ בחקר השדות המגנטיים, קארל פריידריך גאוס (1777-1855), נחשב בעיני הכלל לאחד מגדולי המתמטיקאים. אחד המכשירים הראשונים שיכולים לשמש למדידת כיוון וחוזק של כל שדה מגנטי, פותח על ידו - המגנומטר. הוא גם פיתח מערכת של יחידות למדידת מגנטיות, וכדי לכבד אותו על כך, היחידה המודרנית לאינדוקציה מגנטית או צפיפות השטף המגנטי במערכת המטרית (CGS) ידועה בשם GAUSS. היחידה הבסיסית של השטף המגנטי במערכת מדידת SI היא TESLA (על שם ניקולה טסלה, אבי החשמל) ו-1 TESLA = 10000 GAUSS.

מהו עקרון העבודה של מד גאוס? מהו אפקט הול?

שדות מגנטיים משפיעים על זרמים חשמליים מכיוון שחשמל ומגנטיות קשורים זה לזה. כאשר מועבר זרם דרך מוליך אשר ממוקם בזווית ישרה לשדה מגנטי, כוח השדה המגנטי ידחוף את האלקטרונים לצד אחד של המוליך. הריכוז הלא מאוזן של האלקטרונים יוצר מתח מדיד אשר עומד ביחס ישר לעוצמת השדה המגנטי והזרם אך ביחס הפוך לצפיפות המטען ולעובי המוליך. אפקט זה ידוע בשם אפקט הול.

כיצד פועל מד גאוס?

החלק החשוב ביותר של מד גאוס, בדיקת הול, הוא בדרך כלל שטוח על מנת שהוא יוכל למדוד בצורה הטובה ביותר שדות מגנטיים רוחביים. בדיקות מסוימות הן ציריות או גליליות ואלו משמשות למדידת שדות מקבילים לבדיקה, למשל, שדה מגנטי בתוך סולנואיד (סלילים גליליים של תיל שהופכים למגנטים כאשר זרם חשמלי עובר דרכם).

שני הסוגים יכולים לשמש למדידת שדות מגנטיים למטרות כלליות, אך בדיקות שטוחות או רוחביות חיוניות למדידת שדות מגנטיים במרחבים פתוחים, כולל פערים קטנים בתוך או בתוך מגנטים, או עבור מגנטים פשוטים או אובייקטים פרומגנטיים. הבדיקות שבירות, במיוחד כאשר הן נועדו למדוד שדות מגנטיים קטנים, והן מחוזקות בפליז להגנה מפני סביבות קשות.

המד משתמש בבדיקה כדי לשלוח זרם בדיקה דרך המוליך ובשל אפקט הול, נוצר מתח, שהמונה רושם לאחר מכן. מכיוון שהמתח משתנה ולעיתים רחוקות הוא סטטי, המונה בדרך כלל מקפיא את הקריאות בערך מוגדר ומתעד אותן, יחד עם ערך המתח הגבוה ביותר שזוהה. כמה מדי גאוס מסוגלים גם להבדיל בין שדות AC ו-DC, מכיוון שהם מחשבים אוטומטית את ה-RMS (Root-mean-square) של שדות AC.

מי צריך מד גאוס ולמה הוא משמש?

מכשירי מדידה שונים נותנים אינדיקציה למדדים שונים. מד גאוס יכול להיות מכשיר שימושי למדידת חוזקם של שדות מגנטיים. חלק ממדי גאוס יכולים אפילו למדוד את כיוון הקוטביות. בודק מתח פשוט הוא למעשה גם סוג של מד גאוס, שכן הוא מזהה זרימת חשמל עקב השדה המגנטי שנוצר. ניתן להשתמש במד גאוס כדי למדוד: 

• שדה מגנטי DC ו-AC (40~500Hz).

• קוטביות N/S של מגנטים DC

• שדה מגנטי שיורי לאחר עיבוד חלקים מכניים

• עוצמת השדה המגנטי במוצרי יישום מגנטי

• שדה מגנטי שיורי הנוצר מהלחץ לאחר עיבוד של חומר אל חלד

• כוח מגנטי של חומר מתמגנט

• מגנטיות טבעית של מוצרי פלדה שונים

• שדה מגנטי של מנועים ומכשירי חשמל ביתיים אחרים

• עוצמת שדה מגנטי של מגנטים קבועים

• זיהוי השדה המגנטי של דליפה שנוצר ממגנטים על מוליכים

• מדידה בו זמנית את הטמפרטורה יחד עם העוצמה המגנטית

חשיפה ממושכת לשדות מגנטיים עלולה להזיק לבריאות. לכן מד גאוס יכול להועיל גם כדי למדוד ולווסת את עוצמות השדה המגנטי של מקורות קרינה שונים סביב הבית. מדי גאוס משמשים למדידת קרינה אלקטרומגנטית במקומות שבהם אנשים חיים או עובדים, והנתונים משמשים להשוואה מול מגבלות תקני בטיחות שנקבעו על ידי הנחיות או תקנות גלובליות שונות.

באתר שלנו תוכלו לרכוש מד עוצמת שדה מגנטי איכותי ומכשירי מדידה נוספים לשלל צרכים ויישומים.