Medición de campos magnéticos pequeños de baja frecuencia: ¿hierro dulce o núcleo de bobina de ferrita?

Descargo de responsabilidad: solo soy un científico informático.

Estoy planeando un experimento simple que usa una bobina para medir un pequeño campo magnético variable. Cuán pequeño ? no lo sé todavía Estoy explorando lo desconocido. Todo lo que sé es que otras personas afirman que lo hicieron con una bobina de 300 ohmios que tenía un núcleo de hierro dulce de 6 mm de diámetro. Esa es toda la información que tengo. No sé el calibre del cable, el número de vueltas o la dimensión de la bobina.

Para intentar reproducir este experimento me gustaría saber si es mejor utilizar un núcleo de ferrita o un núcleo de hierro dulce. La frecuencia es baja, por debajo de 20kHz.

Otra duda es el diámetro. ¿Ganaré en sensibilidad con un núcleo de mayor diámetro?

Es sorprendentemente difícil encontrar núcleos de hierro dulce. Encontré algunos en China y el diámetro más pequeño es de 10 mm. Encontré núcleos de ferrita de 8 mm de diámetro.

Sé que el hierro dulce es más fácil de cortar en la dimensión correcta. Leí que la ferrita se deshace cuando intentamos cortarla con una sierra convencional.

Una última pregunta es si la inductancia de una bobina está directamente relacionada con la sensibilidad al campo magnético variable. En otras palabras, ¿puedo suponer que cuanto mayor sea la inductancia, más sensible al campo magnético será mi bobina?

EDITAR Se describe que el voltaje de salida de la bobina está en el rango de microvoltios.

Clavo de cuatro pulgadas; vio los extremos, corte a la medida. Calentar a rojo cereza y dejar enfriar lentamente.

Respuestas (1)

si debo usar mejor un núcleo de ferrita o un núcleo de hierro dulce. La frecuencia es baja, por debajo de 20kHz.

El hierro dulce producirá corrientes de Foucault en presencia del campo magnético que está tratando de detectar. Esas corrientes de Foucault reducirán su señal en comparación con la ferrita, por lo que preferiría usar ferrita.

¿Ganaré en sensibilidad con un núcleo de mayor diámetro?

Supongo que te refieres a la sensibilidad; un devanado de mayor diámetro será más sensible, es decir, producirá una tensión de señal mayor porque se atraerá más flujo magnético a través del área de la sección transversal del devanado más grande.

Leí que la ferrita se deshace cuando intentamos cortarla con una sierra convencional.

Prácticamente podría moler la ferrita en partículas pequeñas y remodelarla de cualquier manera y obtener un resultado decente con pegamento. Es fácil de moler y lijar. Puede intentar usar una sierra para metales de grado fino y no me preocuparía tanto que se rompan pequeñas virutas porque el camino dominante para el magnetismo sigue siendo a través del "aire" y las irregularidades pequeñas a medianas en la ferrita no causarán un problema. El núcleo de ferrita es solo un "concentrador" de flujo y puede tener cualquier forma y brindar prácticamente los mismos beneficios.

¿Puedo suponer que cuanto mayor sea la inductancia, más sensible al campo magnético será mi bobina?

La inductancia es un subproducto: la sensibilidad de la bobina está relacionada con el número de vueltas y el diámetro del bucle. Más vueltas significa más inductancia.

Muchas gracias. tu respuesta me ayudo mucho. Con respecto a la palabra sensibilidad, me atrapó un falso ami. Soy francés y "sensibiilté" se traduce como sensibilidad, no sensibilidad. Gracias por aclarar esto.
Yo que tenía otra pregunta. Puede ser que el campo magnético que planeo medir varíe mucho en el espacio. Por lo tanto, asumí intuitivamente que si tengo un núcleo de ferrita de gran diámetro, promediará el campo magnético en su parte superior en contacto con la fuente del campo magnético. ¿Evitaría promediar dando forma al núcleo de ferrita con una punta afilada como un lápiz? ¿Reducirá el campo magnético medido?
@chmike Una bobina más grande promediará el campo magnético. Si desea una resolución espacial más alta, debe usar un diámetro más pequeño. Afilar el núcleo de ferrita no hará ninguna diferencia; es la masa general de ferrita la que atrae (concentra) las líneas del campo magnético a través de la bobina.
gracias. Tenía una última pregunta. Supongo que tengo que colocar la bobina con el núcleo de ferrita apuntando y cerca de la cosa que emite el campo magnético que quiero medir. Entonces, las vueltas de la bobina serían tangentes a la superficie del contenedor. ¿Cómo afectaría la sensibilidad la longitud de la bobina? ¿Es preferible tener una bobina corta con un diámetro externo más grande o una bobina más larga con un diámetro externo más pequeño? Por longitud me refiero a la altura de la bobina.
No entiendo esto: entonces las vueltas de la bobina serían tangentes a la superficie del contenedor. - ¿Qué contenedor? El devanado de la bobina, es decir, apilado y corto frente a no apilado y largo, determina en gran medida la frecuencia de resonancia propia de la inductancia resultante. Largo y sin apilar significa una frecuencia de resonancia más alta.
La fuente del campo magnético es una sustancia diluida en agua y el recipiente sería, por ejemplo, un Eppendorf. Me gustaría medir las variaciones del campo magnético de baja frecuencia que produce el producto utilizando una bobina de inductancia. ¿Cómo debo orientar el núcleo de ferrita con respecto al Eppendorf para maximizar la inducción en la bobina y la amplitud de la tensión en los terminales de la bobina que mediría con un osciloscopio?
No sé qué es un Eppendorf, pero el núcleo de ferrita debe estar alineado axialmente con las líneas de flujo magnético que se van a medir.
Medición de campos magnéticos pequeños de baja frecuencia: ¿hierro dulce o núcleo de bobina de ferrita?
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