تاريخ الفيزياء
علماء الفيزياء
الفيزياء الكلاسيكية
الميكانيك
الديناميكا الحرارية
الكهربائية والمغناطيسية
الكهربائية
المغناطيسية
الكهرومغناطيسية
علم البصريات
تاريخ علم البصريات
الضوء
مواضيع عامة في علم البصريات
الصوت
الفيزياء الحديثة
النظرية النسبية
النظرية النسبية الخاصة
النظرية النسبية العامة
مواضيع عامة في النظرية النسبية
ميكانيكا الكم
الفيزياء الذرية
الفيزياء الجزيئية
الفيزياء النووية
مواضيع عامة في الفيزياء النووية
النشاط الاشعاعي
فيزياء الحالة الصلبة
الموصلات
أشباه الموصلات
العوازل
مواضيع عامة في الفيزياء الصلبة
فيزياء الجوامد
الليزر
أنواع الليزر
بعض تطبيقات الليزر
مواضيع عامة في الليزر
علم الفلك
تاريخ وعلماء علم الفلك
الثقوب السوداء
المجموعة الشمسية
الشمس
كوكب عطارد
كوكب الزهرة
كوكب الأرض
كوكب المريخ
كوكب المشتري
كوكب زحل
كوكب أورانوس
كوكب نبتون
كوكب بلوتو
القمر
كواكب ومواضيع اخرى
مواضيع عامة في علم الفلك
النجوم
البلازما
الألكترونيات
خواص المادة
الطاقة البديلة
الطاقة الشمسية
مواضيع عامة في الطاقة البديلة
المد والجزر
فيزياء الجسيمات
الفيزياء والعلوم الأخرى
الفيزياء الكيميائية
الفيزياء الرياضية
الفيزياء الحيوية
الفيزياء العامة
مواضيع عامة في الفيزياء
تجارب فيزيائية
مصطلحات وتعاريف فيزيائية
وحدات القياس الفيزيائية
طرائف الفيزياء
مواضيع اخرى
Measurement
المؤلف:
J. M. D. COEY
المصدر:
Magnetism and Magnetic Materials
الجزء والصفحة:
342
3-3-2021
1693
Measurement
Next we must consider how magnetic field is measured. Field-measuring instruments are known as ‘gaussmeters’ (104 gauss =1 tesla). The magnitude and direction of a uniform, steady field can be determined absolutely using a search coil or a rotating-coil fluxmeter (Fig. 1). The principle is that a transient or alternating emf ε is induced according to Faraday’s law, which follows from
ε = −NdΦ/dt, .........(1)
where N is the number of turns on the coil of area A. The flux density in air B0 = Φ/A is deduced by integrating the emf, B0 = (1/NA) ∫ Edt as the search coil is removed from the uniform field to a region where the field is zero. When measuring a pulsed field, there is no need to move the coil. Likewise, a coil rotating about an axis perpendicular to B0 generates an alternating emf ε =−NAωB0sinωt. These measurements are absolute, but inconvenient.
Figure 1: Some methods of measuring magnetic fields: (a) search coil, (b) rotating coil fluxmeter, (c) Hall probe and (d) nuclear magnetic resonance probe.
In practice, a Hall effect or magnetoresistance sensor is generally used to measure magnetic field. The active area of the semiconducting Hall probe is of order 1 mm2, and it generates a voltage VH = B0I/ncet, where I is the sensing current, t is the thickness of the semiconductor and nc is the carrier density. The probe needs to be calibrated, and possibly corrected for temperature fluctuations, but the Hall voltage is linear in magnetic field. Accuracy is about 1%. Magnetoresistance sensors, can be based, for example, on spin valves with crossed anisotropy. Like fluxgate sensors, which depend on the asymmetric saturation of soft magnetic wires or thin-films elements, they are good for fields below 100 A m−1 but they have the advantage of a high bandwidth.
Much greater accuracy and precision is possible by measuring the NMR frequency of rubidium vapour, for example, which is ν =13.93 MHz T−1 for the 77Rb nucleus, or even water, where the resonance frequency is 42.58 MHz T−1 for the H nucleus, better known as the proton.