ચુંબકીય જથ્થાને માપવા માટેના માધ્યમો અને પદ્ધતિઓ

કેટલીકવાર, તકનીકી સમસ્યાઓ ઉકેલવા અથવા સંશોધન હેતુઓ માટે, ચુંબકીય જથ્થાને માપવા જરૂરી છે. અલબત્ત, જરૂરી ચુંબકીય જથ્થાનું મૂલ્ય પણ જાણીતા પ્રારંભિક ડેટાના આધારે સૂત્રોનો આશરો લઈને પરોક્ષ રીતે સ્થાપિત કરી શકાય છે. જો કે, ચુંબકીય પ્રવાહ F, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B અથવા ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત H નું સૌથી સચોટ મૂલ્ય મેળવવા માટે, સીધી માપન પદ્ધતિ વધુ યોગ્ય છે. ચાલો ચુંબકીય જથ્થાના સીધા માપનની પદ્ધતિઓનો વિચાર કરીએ.

સૈદ્ધાંતિક રીતે, ચુંબકીય મૂલ્યને માપવાની પદ્ધતિ પર આધારિત હોઈ શકે છે ચુંબકીય ક્ષેત્ર વર્તમાન અથવા વાયર માટે. ચુંબકીય ક્ષેત્રના કારણે બળ વિદ્યુત પ્રક્રિયા સાથે જોડાયેલું હોય છે, અને પછી વિદ્યુત માપન ઉપકરણની મદદથી, માપેલા જથ્થાનું મૂલ્ય માનવ ધારણા માટે અનુકૂળ સ્વરૂપમાં મેળવવામાં આવે છે.

ચુંબકીય જથ્થાને માપવાની બે મુખ્ય પદ્ધતિઓ છે: ઇન્ડક્શન અને ગેલ્વેનોમેગ્નેટિક.

પ્રથમ EMF ના ઇન્ડક્શન પર આધારિત છે જ્યારે ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે, બીજું - વર્તમાન પરના ચુંબકીય ક્ષેત્રની ક્રિયા પર. ચાલો આ બે પદ્ધતિઓને અલગથી જોઈએ.

ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઇન્ડક્શનની પદ્ધતિ

તે જાણીતું છે કે જ્યારે કોઇલ L ના વળાંકને ચુંબકીય પ્રવાહ F દ્વારા ઓળંગવામાં આવે છે (જ્યારે સર્કિટમાં પ્રવેશતો ચુંબકીય પ્રવાહ બદલાય છે), ત્યારે કોઇલ કંડક્ટરમાં EMF (E) પ્રેરિત થાય છે, જે ચુંબકીય પ્રવાહના ફેરફારના દરના પ્રમાણસર હોય છે. flux dF/dt, એટલે કે, તેની કિંમત F ના પ્રમાણસર. આ ઘટના સૂત્ર દ્વારા વર્ણવવામાં આવી છે:

એકસમાન ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં, ચુંબકીય પ્રવાહ F એ ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B માટે સીધો પ્રમાણસર હશે, અને પ્રમાણસરતાનો ગુણાંક ચુંબકીય ઇન્ડક્શનની રેખાઓ દ્વારા વીંધેલા લૂપ Sનો વિસ્તાર હશે.

આગળ - ચુંબકીય ઇન્ડક્શન જો ઘટના શૂન્યાવકાશમાં થાય છે અથવા માધ્યમની ચુંબકીય અભેદ્યતાને ધ્યાનમાં લેતા હોય તો - B એ ચુંબકીય અચલ μ0 દ્વારા ચુંબકીય ક્ષેત્ર H ની મજબૂતાઈના સીધા પ્રમાણસર હોવાનું બહાર આવશે — આ માધ્યમની સંબંધિત ચુંબકીય અભેદ્યતા μ દ્વારા પણ. .

તેથી, ઇન્ડક્શન પદ્ધતિ તમને મૂલ્યો શોધવાની મંજૂરી આપે છે: ચુંબકીય પ્રવાહ Ф, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B અને ચુંબકીય ક્ષેત્રની તાકાત H. ચુંબકીય પ્રવાહને માપવા માટેના ઉપકરણોને વેબમીટર અથવા ફ્લક્સમીટર (ફ્લક્સ — ફ્લક્સમાંથી) કહેવામાં આવે છે.

વેબરમીટરમાં જાણીતા પરિમાણો અને DUT ઇન્ટિગ્રેટર સાથે ઇન્ડક્શન કોઇલનો સમાવેશ થાય છે. એકીકૃત ઉપકરણ એ મેગ્નેટોઇલેક્ટ્રિક ગેલ્વેનોમીટર છે.

જો વેબ મીટરના કોઇલને એવી જગ્યામાં લાવવામાં આવે છે અથવા બહાર કાઢવામાં આવે છે જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર હોય, તો વેબ મીટરની માપન પદ્ધતિનું વિચલન (બિંદુનું વિચલન અથવા ડિસ્પ્લે પર સંખ્યાઓમાં ફેરફાર) પ્રમાણસર હશે. તે ચુંબકીય ક્ષેત્રનું ઇન્ડક્શન B.ગાણિતિક અવલંબન સરળતાથી સૂત્ર દ્વારા વર્ણવવામાં આવે છે:

ગેલ્વેનોમેગ્નેટિક પદ્ધતિ (હોલ પદ્ધતિ)

તે જાણીતું છે કે એમ્પીયરનું બળ બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં સ્થિત વર્તમાન-વહન વાયર પર કાર્ય કરે છે, અને જો આપણે પ્રક્રિયાને વધુ નજીકથી જોઈએ, તો લોરેન્ટ્ઝનું બળ વાયરમાં ફરતા ચાર્જ થયેલા કણો પર કાર્ય કરે છે.

તેથી જો વાહક પ્લેટને ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવે છે અને પ્લેટમાંથી સીધો અથવા વૈકલ્પિક વિદ્યુત પ્રવાહ પસાર થાય છે, તો પ્લેટના છેડા પર સીધો અથવા વૈકલ્પિક સંભવિત તફાવત દેખાશે. આ સંભવિત તફાવત એક્સને હોલ EMF કહેવામાં આવે છે.

પ્લેટના જાણીતા પરિમાણોના આધારે, હોલ EMF ને જાણીને, ચુંબકીય ઇન્ડક્શન B નું મૂલ્ય નક્કી કરવું શક્ય છે. ચુંબકીય ઇન્ડક્શનને માપવા માટે રચાયેલ ઉપકરણને ટેસ્લામીટર કહેવામાં આવે છે.

જો હોલ સેન્સર (હોલ સેન્સર) એક સ્ત્રોતમાંથી પાવર અને પછી બીજા સ્ત્રોતમાંથી વળતર આપનારી સંભવિત તફાવતને લાગુ કરો, પછી તુલનાકારનો ઉપયોગ કરીને વળતર આપનાર પદ્ધતિ દ્વારા હોલ ઇએમએફ નક્કી કરવાનું શક્ય છે.

ઉપકરણ એકદમ સરળ છે: એડજસ્ટેબલ રેઝિસ્ટરમાંથી લેવામાં આવેલ વળતર આપતું વોલ્ટેજ હોલ emf સાથે એન્ટિફેઝમાં લાગુ કરવામાં આવે છે અને આમ હોલ emf નું મૂલ્ય નક્કી થાય છે. જ્યારે વળતર સર્કિટ અને હોલ સેન્સરને સમાન સ્ત્રોતમાંથી ખવડાવવામાં આવે છે, ત્યારે જનરેટરની વોલ્ટેજ અને આવર્તનની અસ્થિરતાથી ઉદ્દભવતી ભૂલ દૂર થાય છે.

ઇલેક્ટ્રિક મોટર્સ અને અન્ય મશીનોમાં રોટર પોઝિશન સેન્સર તરીકે હોલ સેન્સર્સનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે જ્યાં મૂવિંગ પરમેનન્ટ મેગ્નેટ અથવા મેગ્નેટાઇઝ્ડ ટ્રાન્સફોર્મર કોરમાંથી સિગ્નલ મેળવી શકાય છે.ખાસ કરીને, અમુક એપ્લીકેશનમાં હોલ સેન્સર વર્તમાન ટ્રાન્સફોર્મરને માપવાના વિકલ્પ તરીકે કામ કરે છે.