測量磁場強度的九大方法

2020-12-04 湖南省永逸科技

磁場強度的測量方法有哪些?

磁感應強度概述

磁感應強度描述磁場強弱和方向的物理量,是矢量,常用符號B表示,國際通用單位為特斯拉(符號為T)。磁感應強度也被稱為磁通量密度或磁通密度。在物理學中磁場的強弱使用磁感應強度來表示,磁感應強度越大表示磁感應越強。磁感應強度越小,表示磁感應越弱。

磁感應強度的定義方法

電荷在電場中受到的電場力是一定的,方向與該點的電場方向相同或者相反。電流在磁場中某處所受的磁場力(安培力),與電流在磁場中放置的方向有關,當電流方向與磁場方向平行時,電流受的安培力最小,等於零;當電流方向與磁場方向垂直時,電流受的安培力最大。點電荷q以速度v在磁場中運動時受到力f的作用。在磁場給定的條件下,f的大小與電荷運動的方向有關。當v沿某個特殊方向或與之反向時,受力為零;當v與這個特殊方向垂直時受力最大,為Fm。Fm與|q|及v成正比,比值與運動電荷無關,反映磁場本身的性質,定義為磁感應強度的大小,即。B的方向定義為:由正電荷所受最大力Fm的方向轉向電荷運動方向v時,右手螺旋前進的方向。定義了B之後,運動電荷在磁場B中所受的力可表為F=QVB,此即洛倫茲力公式。

除利用洛倫茲力定義B外,也可以根據電流元Idl在磁場中所受安培力df=Idl×B來定義B,或根據磁矩m在磁場中所受力矩M=m×B來定義B,三種定義,方法雷同,完全等價。

磁感應強度計算公式B=F/IL=F/qv=E/v=Φ/S

F:洛倫茲力或者安培力;q:電荷量;v:速度;E:電場強度;Φ(=ΔBS或BΔS,B為磁感應強度,S為面積):磁通量;S:面積;L:磁場中導體的長度。

定義式:F=ILB。表達式:B=F/IL。

測量磁感應強度的九種方法

1、電流天平法

應用通電導線在磁場中受力的原理,可製成靈敏的電流天平,依據力矩平衡條件,測出通電導線在勻強磁場中受力的大小,從而測出磁感應強度。

2、力的平衡法

應用通電線在磁場中受力平衡的原理,根據平衡條件建立平衡方程,從而求出磁感應強度。

3、動力學法

應用通電線在磁場中受力的原理,根據牛頓運動定律建立動力學方程,從而求出磁感應強度。

4、功能關係法

磁場具有能量,這種能量與磁感應強度有關;而功是能量轉化的量度,因此,只要建立功和磁場能這間的關係,就可求得磁感應強度。

5、磁偏轉法

帶電粒子以垂直於磁場方向的速度垂直射入勻強磁場時,會發生偏轉而做勻速圓周運動,通過對軌跡的研究利用相關規律,便可求出磁感應強度

6、霍爾效應法

利用霍爾效應原理方便快捷地測量磁場的磁感應強度。

7、湯姆生法

利用湯姆生測電子比荷的實驗裝置來測定磁場的磁感應強度。

8、電磁感應法

處於磁場中的閉合線圈,當磁通量發生變化時,由電磁感應規律知,線圈中會產生感應電流,線圈或導體棒將會阻礙其運動,研究其受力和運動,根據與磁感應強度相關的物理規律可求得磁感應強度。

9、搖繩發電法

實驗表明,將長約15m的銅芯雙絞線兩端接在靈敏電流計上,拉開形成一個長迴路。面對面站立的兩位同學像搖繩那樣以每秒4到5圈的頻率搖半個迴路導線。隨著導線切割地磁場,迴路中就有感應電流產生,電流計指針指示的電流最大值可達O.3。

測量磁場強度的儀表有特斯拉計(以前稱高斯計)和磁通計。特斯拉計使用方法簡單,測量精度較高,是目前測量磁場強度的最常用儀表,因此主要介紹用湖南省永逸科技高斯計(特斯拉計)測量磁場強度(或磁感應強度)。

手持高斯計

FE系列高斯計是基於霍爾效應的磁場強度測量儀表。設備採用DSP技術設計和製造,測試探頭均採用進口GaAs線性霍爾晶片,並有多種探頭可供選擇。各探頭之間差異非常小,用戶損壞可直接更換。FE-102手持高斯計採用液晶屏顯示,量程範圍寬,機身輕巧,便於隨身攜帶。FE-103 臺式高斯計採用高穩定恆流源電路進行設計,可用於交、直流場測量解析度可達0.01mT。FE-105數字高斯計帶分選功能,可外接RS232串口,能夠實現上位機操控測量及存儲功能。FE-1052雙通道高斯計可實現雙通道測量,並且具有預判值比較功能,主機內部能夠保存4000多個測量數據;同時設備可外接RS232接口,通過上位機軟體控制設備測量和存儲導出數據;解析度可達到0.001Gs,適用於弱磁場測量。

高斯計應用範圍:

永磁材料的表磁測量;

磁路間隙磁場的測量;

磁場發生裝置產生的空間磁場測量;

相關焦點

  • 測量磁選機磁場強度的關鍵步驟
    磁場強度大小是對磁選機磁選效果影響較大的因素之一,針對不同選礦作業的應用,磁選機磁選強度的大小也有不同的實際需求,下面就來具體分析一下常用的磁選機磁場強度測量方法。一般在測量磁選機磁場強度的時候,都會通過高斯計來進行,高斯計的測量精度高,適用範圍廣,在使用高斯計進行測量前,要先把圓筒(及磁系)支起,高度以便於測量為適宜。這個時候磁系垂直向下,但在圓筒外看不到磁極,測點的位置定不準,可在圓筒外撒上些鐵粉,磁極邊緣吸引的鐵粉較多,磁極形狀就能顯示出來。
  • 磁感應強度的測量方法
    雖然我們無法對磁感應強度進行直接測量,但可以通過測量一些其他的物理量間接測量達到目的,測定磁感應強度的方法有很多,下面舉例分析。一、利用矢量的合成測定磁感應強度磁感應強度是矢量,因此在已知某方向的分量之後,就可以通過矢量的合成求出另外一個分量或磁感應強度。
  • 【名師講壇】磁感應強度的測量方法
    磁感應強度B是物理學中的一個重要物理量,在科學研究中常需要測量某區域的磁感應強度,於是人們就設計了許多間接的測量方法?
  • 【高中物理】磁感應強度測量方法解析
    二、用動生電動勢公式E=BLv測磁感應強度B例2、為了控制海洋中水的運動,海洋工作者有時依靠水流通過地磁場產生的感應動勢以及水的流速測地磁場的磁感應強度向下的分量B,某課外活動興趣小組由四個成員甲、乙、丙、丁組成,前去海邊某處測量地磁場的磁感應強度向下的分量B。
  • 載流線圈磁場分布的測量
    本實驗屬於驗證性實驗,因此實驗所測數據應和理論規律一致,這也是檢驗數據是否正確的方法❶載流圓線圈沿軸向(x)磁感應強度逐漸減小❷載流圓線圈沿徑向(y)磁感應強度逐漸增大亥姆霍茲線圈:兩個半徑、匝數均相同、間距等於半徑的同軸線圈系❸亥姆霍茲線圈軸線附近基本是個勻強磁場❹磁場的測量方法--感應法
  • 為什麼磁場強度大了呢?
    在智能車電磁組賽道中心,鋪設有電磁漆包線,其中通有20kHz的交變電流,在賽道上產生周期震蕩磁場。車模傳感器採用開放式的10mH工字電感感應交變磁場,形成感應電壓信號。該信號強度跟電感與電磁線之間的相互位置有關係,近而可以利用多個電感測量車模相對於賽道中心線的偏差。
  • 用霍爾元件測量磁場講義
    用霍爾元件測量磁場在生產和科研的許多領域都會涉及磁場測量問題,利用半導體材料在磁場中產生的霍爾效應測量磁感應強度
  • 中美科學家首次測量了日冕的全球磁場
    北京大學,美國國家大氣研究中心以及諾森比亞大學的研究人員最近首次測量了太陽大氣最外層日冕的全球磁場。阿爾芬波20多年前,有人提出了一種叫做磁態學的技術作為測量日冕磁場的方法這種方法利用的是觀測到的沿磁場傳播的磁波,即所謂的阿爾芬波(Alfvén)。科學家們利用日冕多通道極光儀的觀測數據,對來自太陽大氣層的紅外輻射進行測量。
  • 如何用磁場探頭測定磁場強度和高頻電流?
    1、磁場修正:從磁場探頭測出的電壓信號(Uprobe),通過修正公式,可計算出磁場探頭線圈裡的磁場強度(HRF)。在每個單獨的應用中,磁場探頭的修正係數與測量幾何參數無關,即探頭可以在任意距離和角度來操縱,相對於導體沒有任何修正錯誤(圖2),其結果都是圍繞探頭線圈的是平均磁場強度(圖1)。
  • 變電站周邊磁場和電場強度輻射微乎其微
    實驗1變電站周邊磁場和電場強度地點:前門110千伏變電站昨天上午,記者和兩名檢測人員來到前門變電站。兩名檢測人員站在變電站外,用儀器對變電站外的電場和磁場強度進行測量。在距離外牆1米時,電場強度為0.228伏每米,磁場強度為0.534微特,遠小於國家規定的4千伏每米和100微特。隨後,兩名檢測人員又將測量儀器拿到了距離變電站外牆5米遠的地方,在這個位置上,電場強度衰減至0.154伏每米,而磁場強度衰減的更厲害,不到先前數值的三分之一,僅0.161微特。而在變電站內,貼近警戒線位置時,其電場強度測量結果為117.5伏每米,磁場強度為1.583微特。
  • 磁場強度H和磁感應強度B,磁化強度M和磁極化強度J
    1825年安培發表了安培定律,這是關於電流和電流所激發磁場的磁感線方向之間關係的定則。通過力學的測量可以得出長直導線外到導線距離相等的點,磁針感受到的「磁場」強度相同,距離不同的點「磁場」強度隨著距離成反比。
  • 電動車輛的電磁場發射強度的限值和測量方法(GB/T 18387-2008)
    T 18387——2001 前 言   本標準修改採用美國汽車工程師協會標準SAE J551-5 JAN2004((電動車輛的電場和磁場強度的測量方法及執行電平  本標準規定了電動車輛的發射電場和磁場強度的限值和測量方法,頻率範圍9 kHz~30 MHz,與GB 14023《車輛、機動船和由火花點火發動機驅動的裝置的無線電騷擾特性的限值和測量方法》頻率範圍30 MHz~1000 MHz相協調。
  • 基礎知識:磁場強度與磁感應強度的區別
    基礎知識:磁場強度與磁感應強度的區別
  • 高斯計TD8650可以測量什麼磁場類型?
    一些客戶想要測量一些不同工件的磁場強度,或者是交直流狀態下,空間交變磁場的磁場強度,這些高斯計TD8650都可以測量,但是有些客戶想要測量的工件磁場,不知道是否確定能夠測量,下面松本機電就客戶使用案例,介紹高斯計TD8650可以測量什麼類型的磁場類型。
  • 太陽耀斑磁場比先前認知的強十倍,強度與冰箱磁鐵相似
    太陽耀斑磁場比先前認知的強十倍,強度與冰箱磁鐵相似 科技日報北京4月1日電 據物理學家組織網近日報導,英國科學家藉助地面望遠鏡研究一個特殊的太陽耀斑事件後,得出結論稱,產生這個太陽耀斑的磁場結構的磁場強度比以前認為的強
  • 中國北京大學學者參與了首次測量太陽日冕的整體磁場
    但是,到目前為止,僅在我們恆星的表面(即稱為光球的太陽區域)才能完成對太陽磁場的常規測量。自從首次測量太陽磁場以來已經過去了100多年,但我們仍然對高層太陽大氣(尤其是日冕)中的磁場還沒有確切的了解。20多年前,提出了一種稱為磁震學的技術,作為一種測量電暈磁場的方法
  • 中國「慧眼」衛星直接測量到迄今宇宙最強磁場
    據人民日報客戶端消息,記者4日從中國科學院高能物理研究所獲悉,慧眼(HXMT)衛星團隊通過對X射線吸積脈衝星GRO J008-57的詳細觀測,採用直接測量的方法得到該脈衝星表面磁場強度為約10億特斯拉,這是迄今為止,人類直接且非常可靠地測量到的宇宙中的最強磁場。
  • 科學家衝擊最強磁場記錄:地球磁場強度200萬倍
    100特斯拉的磁場大約相當於地球磁場強度的2百萬倍。洛斯阿拉莫斯脈衝場設施的領導人查理·米爾克(Chuck Mielke)說:「這是我們的『登月計劃』,我們為此已經工作了15年。」實際上,在其他的地方已經有更高的磁場產生了,但是產生這樣磁場的磁鐵都被自己強大的磁場所擊潰。洛斯阿拉莫斯的這個系統是設計的能經常性、無破壞的工作在強大的100特斯拉磁場區域。洛斯阿拉莫斯設施是組成國家高磁場實驗室(National High Magnetic Field Laboratory )的三個機構之一。
  • 高斯計的測量方法
    高斯計(特斯拉計)是根據霍爾效應原理製成的測量磁感應強度的儀器,高斯計由霍爾探頭和測量儀表構成。:高斯計所要測的磁場類型:磁場分為直流磁場和交流磁場兩種,永磁材料磁場強度應選用直流高斯計測量;高斯計量程:明確被測對象的大概磁場範圍,選擇儀器的量程範圍應大於被測量磁場;高斯計測量精確度:指儀器的解析度,如解析度是 1Gs 或者 0.1Gs 等;
  • 慧眼衛星直接測量到宇宙迄今最強磁場
    硬X射線調製望遠鏡衛星(即慧眼衛星)團隊通過對X射線吸積脈衝星的詳細觀測,採用直接測量的方法得出其最強磁場,這是迄今為止,人類直接且非常可靠地測量到的宇宙中的最強磁場。該結果於8月10日在國際期刊Astrophysical Journal Letters上發表。