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测量磁场强度的九大方法

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  磁场强度的测量方法有哪些?
 
  磁感应强度概述
 
  磁感应强度描述磁场强弱和方向的物理量,是矢量,常用符号B表示,国际通用单位为特斯拉(符号为T)。磁感应强度也被称为磁通量密度或磁通密度。在物理学中磁场的强弱使用磁感应强度来表示,磁感应强度越大表示磁感应越强。磁感应强度越小,表示磁感应越弱。
 
  磁感应强度的定义方法
 
  电荷在电场中受到的电场力是一定的,方向与该点的电场方向相同或者相反。电流在磁场中某处所受的磁场力(安培力),与电流在磁场中放置的方向有关,当电流方向与磁场方向平行时,电流受的安培力最小,等于零;当电流方向与磁场方向垂直时,电流受的安培力最大。点电荷q以速度v在磁场中运动时受到力f的作用。在磁场给定的条件下,f的大小与电荷运动的方向有关。当v沿某个特殊方向或与之反向时,受力为零;当v与这个特殊方向垂直时受力最大,为Fm。Fm与|q|及v成正比,比值与运动电荷无关,反映磁场本身的性质,定义为磁感应强度的大小,即。B的方向定义为:由正电荷所受最大力Fm的方向转向电荷运动方向v时,右手螺旋前进的方向。定义了B之后,运动电荷在磁场B中所受的力可表为F=QVB,此即洛伦兹力公式。
 
  除利用洛伦兹力定义B外,也可以根据电流元Idl在磁场中所受安培力df=Idl×B来定义B,或根据磁矩m在磁场中所受力矩M=m×B来定义B,三种定义,方法雷同,完全等价。
  磁感应强度计算公式B=F/IL=F/qv=E/v=Φ/S
  F:洛伦兹力或者安培力;q:电荷量;v:速度;E:电场强度;Φ(=ΔBS或BΔS,B为磁感应强度,S为面积):磁通量;S:面积;L:磁场中导体的长度。
  定义式:F=ILB。表达式:B=F/IL。
  测量磁感应强度的九种方法
 
  1、电流天平法
 
  应用通电导线在磁场中受力的原理,可制成灵敏的电流天平,依据力矩平衡条件,测出通电导线在匀强磁场中受力的大小,从而测出磁感应强度。
 
  2、力的平衡法
 
  应用通电线在磁场中受力平衡的原理,根据平衡条件建立平衡方程,从而求出磁感应强度。
 
  3、动力学法
 
  应用通电线在磁场中受力的原理,根据牛顿运动定律建立动力学方程,从而求出磁感应强度。
 
  4、功能关系法
 
  磁场具有能量,这种能量与磁感应强度有关;而功是能量转化的量度,因此,只要建立功和磁场能这间的关系,就可求得磁感应强度。
 
  5、磁偏转法
 
  带电粒子以垂直于磁场方向的速度垂直射入匀强磁场时,会发生偏转而做匀速圆周运动,通过对轨迹的研究利用相关规律,便可求出磁感应强度
 
  6、霍尔效应法
 
  利用霍尔效应原理方便快捷地测量磁场的磁感应强度。
 
  7、汤姆生法
 
  利用汤姆生测电子比荷的实验装置来测定磁场的磁感应强度。
 
  8、电磁感应法
 
  处于磁场中的闭合线圈,当磁通量发生变化时,由电磁感应规律知,线圈中会产生感应电流,线圈或导体棒将会阻碍其运动,研究其受力和运动,根据与磁感应强度相关的物理规律可求得磁感应强度。
 
  9、摇绳发电法
 
  实验表明,将长约15m的铜芯双绞线两端接在灵敏电流计上,拉开形成一个长回路。面对面站立的两位同学像摇绳那样以每秒4到5圈的频率摇半个回路导线。随着导线切割地磁场,回路中就有感应电流产生,电流计指针指示的电流最大值可达O.3。
 
  测量磁场强度的仪表有特斯拉计(以前称高斯计)和磁通计。特斯拉计使用方法简单,测量精度较高,是目前测量磁场强度的最常用仪表,因此主要介绍用湖南省永逸科技高斯计(特斯拉计)测量磁场强度(或磁感应强度)。
 
  
  FE系列高斯计是基于霍尔效应的磁场强度测量仪表。设备采用DSP技术设计和制造,测试探头均采用进口GaAs线性霍尔芯片,并有多种探头可供选择。各探头之间差异非常小,用户损坏可直接更换。FE-102手持高斯计采用液晶屏显示,量程范围宽,机身轻巧,便于随身携带。FE-103 台式高斯计采用高稳定恒流源电路进行设计,可用于交、直流场测量分辨率可达0.01mT。FE-105数字高斯计带分选功能,可外接RS232串口,能够实现上位机操控测量及存储功能。FE-1052双通道高斯计可实现双通道测量,并且具有预判值比较功能,主机内部能够保存4000多个测量数据;同时设备可外接RS232接口,通过上位机软件控制设备测量和存储导出数据;分辨率可达到0.001Gs,适用于弱磁场测量。
 
高斯计应用范围:
永磁材料的表磁测量;
磁路间隙磁场的测量;
磁场发生装置产生的空间磁场测量;