Di Chris Deziel – Aggiornato il 30 agosto 2022
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Carl Friedrich Gauss (1777‑1855) è considerato uno dei più grandi matematici della storia e un pioniere nella ricerca sul campo magnetico. Ha ideato il primo dispositivo pratico per misurare l'intensità e la direzione del campo magnetico, un magnometro, e ha introdotto il gauss come unità di densità del flusso magnetico nel sistema CGS. Nel sistema SI, l'unità di base è il tesla, dove 1T =10000G.
Un misuratore di gauss è l’incarnazione moderna del magnometro di Gauss. Solitamente è composto da una sonda a effetto Hall, dall'alloggiamento del misuratore e da un cavo di collegamento. Il dispositivo misura sia l'entità che l'orientamento dei campi magnetici, rendendolo ideale per intensità di campo da basse a moderate. Per campi molto elevati, viene utilizzato un misuratore di tesla, essenzialmente lo stesso modello scalato in unità più grandi.
L'effetto Hall descrive come un campo magnetico influenza una corrente elettrica che scorre attraverso un conduttore. Quando una corrente attraversa un conduttore posto perpendicolare a un campo magnetico, la forza di Lorentz spinge i portatori di carica da un lato, creando una tensione trasversale. Questa tensione di Hall (V) è direttamente proporzionale all'intensità del campo magnetico (B) e alla corrente (I), e inversamente proporzionale alla densità del portatore di carica (n) e allo spessore del conduttore (d). La relazione è espressa come:
V = (I B)/(n e d)
dove e è la carica elementare.
Il nucleo di un gaussmetro è la sua sonda Hall. Le sonde sono disponibili in configurazioni piatte e assiali:le sonde piatte eccellono nel rilevamento di campi trasversali, mentre le sonde assiali sono progettate per campi allineati con l'asse della sonda, come quelli all'interno di un solenoide. Poiché le sonde a piccolo campo sono delicate, molte sono racchiuse in ottone o altri materiali protettivi.
Durante il funzionamento, lo strumento trasmette una corrente di prova controllata attraverso la sonda. La tensione Hall risultante viene amplificata e convertita in una lettura digitale della densità del flusso magnetico. Poiché molti campi magnetici fluttuano nel tempo, molti misuratori offrono funzionalità per bloccare il display su un valore selezionato, acquisire e memorizzare più letture o registrare automaticamente solo il valore di picco. I modelli avanzati distinguono tra campi CC e CA, calcolando il valore efficace (RMS) per i segnali CA.
I misuratori gaussiani sono preziosi per elettricisti e ingegneri che diagnosticano problemi di cablaggio:i tester di tensione senza contatto, ad esempio, si basano sullo stesso principio. Vengono utilizzati anche per valutare l'ambiente magnetico di linee elettriche, elettrodomestici o apparecchiature industriali. Sebbene gli effetti sulla salute dell'esposizione a lungo termine a forti campi magnetici rimangano un argomento di ricerca in corso, i gaussmetri consentono ai professionisti di monitorare e regolare i livelli di campo magnetico in ambienti residenziali e commerciali.
