Cancelar el campo magnético de la Tierra

¿Hay alguna herramienta, excepto la bobina de Helmholtz, para cancelar el campo magnético terrestre para calibrar magnetómetros en la práctica?

Bueno, podrías construir una bobina más complicada si realmente quisieras, pero sería una cosa bastante tonta a menos que una bobina de Helmholtz te esté fallando por alguna razón fundamental.
¡Gracias @dmckee! La bobina de Helmholtz es el tema de mi trabajo final. Solo quiero saber si hay alguno.
No conozco ninguna otra configuración de bobina nombrada para ese propósito porque la que encontró Helmholtz es perfectamente adecuada. No es, sin embargo, único.
Tal vez una caja hecha de gruesas planchas de hierro. Sin embargo, ese hierro podría magnetizarse y luego la caja podría producir un campo interno en lugar de cancelarlo.
Perdone mi ignorancia pero, ¿no es buena una jaula de Faraday para proteger un campo magnético estático también?
@Eduardo: No, una jaula de Faraday es para proteger campos eléctricos, no campos magnéticos. Atenuará un poco los campos magnéticos cambiantes porque causarán corrientes en la jaula, lo que hace que parte de la energía se disipe. Dado que la jaula no tiene resistividad cero, las corrientes causadas por el cambio magnético decaerán y el campo magnético estático neto atravesará la jaula.
No estoy tan seguro. Al menos una jaula de hierro desviará y concentrará las líneas magnéticas a través de las paredes, dejando así la habitación dentro de la jaula desprovista de líneas. Mire, por ejemplo , aquí (supongo que el problema con otros materiales no ferromagnéticos es diferente, pero esto con hierro se acerca a la imagen que tengo en mente)
@EduardoGuerrasValera El hecho de que una brújula magnética no tenga problemas para encontrar el norte geomagnético dentro de una jaula de Faraday es contrario a la idea de que las jaulas de Faraday son buenos escudos de campo magnetostático.
@DavidH, las declaraciones basadas en hechos experimentales son bastante dudosas aquí, especialmente si la jaula de Faraday está lejos de ser perfecta, porque las brújulas magnéticas son muy sensibles, a menos que esté hablando de una experiencia real en una jaula de laboratorio bien construida destinada a ese propósito. Francamente, no he prestado más atención a esta pregunta, pero el hecho decisivo aquí sería una buena explicación teórica o, al menos, una referencia a un artículo. Supongo que se requiere alguna explicación simple que involucre una superficie ficticia cerrada y la ley de Ampère o algo similar. Nada demasiado complicado.
@Eduardo: una jaula de hierro puede proteger un campo magnético estático hasta cierto punto, pero eso es diferente de una jaula de Faraday general. Una jaula de Faraday podría estar, por ejemplo, hecha de una malla de alambres de aluminio, a través de los cuales pasarían campos magnéticos estáticos.

Respuestas (2)

Hay una única manera de cancelar algo: agregar su negativo a sí mismo. Sin embargo, existe una alternativa a la cancelación para proteger una región de campos electromagnéticos externos.

En términos generales, los métodos para aislar una región de campos electromagnéticos externos (blindaje EM) se pueden dividir en dos categorías, pasivos y activos. Un escudo pasivo evita que el campo externo alcance la región interna aislada. Cualquiera que sea el campo exterior, el campo interior es cero. Esto es conveniente si la fuerza del campo externo es variable o desconocida. Las jaulas de Faraday (escudos hechos de una malla de material conductor) son ejemplos de escudos pasivos contra campos eléctricos estáticos (y no estáticos).

Alternativamente, si conoce el valor del campo externo del que desea aislar una región, puede generar un campo igual y opuesto al campo externo para "cancelarlo" activamente. La alternativa activa a una jaula de Faraday para bloquear campos electrostáticos es un capacitor, cuya geometría tiene una forma precisa para que la electricidad entre las dos placas cargadas cancele exactamente el campo externo en la región de interés.

El análogo magnetostático para el blindaje activo es la cancelación de campo utilizando solenoides con la geometría adecuada. La alternativa pasiva para proteger magnetostáticamente una región (análoga a la jaula de Faraday) es una superficie envolvente hecha de material (aleaciones metálicas) con alta permeabilidad magnética. No bloquean exactamente el campo magnético externo per se de la misma manera que una jaula de Faraday bloquea un campo eléctrico externo, sino que atraen el campo hacia sí mismos, proporcionando un camino para las líneas de campo magnético alrededor de la cavidad protegida.

Sin embargo, la efectividad del blindaje magnetostático pasivo disminuye para campos muy débiles. Desde un punto de vista práctico, esto suele hacer que el blindaje activo mediante electroimanes (solenoides, bobinas de Helmholtz, etc.) sea la más útil de las dos opciones.

David H proporcionó una buena respuesta, pero la respuesta corta a su pregunta es "sí", existe otro blindaje (pasivo). Un Mu-Metal ( m − metro mi t a yo ) tiene una permeabilidad magnética muy alta y se puede utilizar para proporcionar protección magnética. Algunos las llaman " cámaras de cero gauss ". Estos esencialmente "canalizan" el campo magnético alrededor del centro de la cámara.

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