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Convertisseur de densité de flux magnétique

Convertit la densité de flux magnétique entre Tesla, milliTesla, microTesla, Gauss et nanoTesla.

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Formule

1T=104G=103mT=106muT1 T = 10⁴ G = 10³ mT = 10⁶ mu T

Comment ça marche

Ce calculateur convertit le Tesla, le Gauss, le millitesla, le microtesla et le nanotesla pour les ingénieurs en magnétisme, les concepteurs de capteurs et les physiciens travaillant avec des champs magnétiques. Selon la brochure SI (BIPM), le Tesla est l'unité SI de densité de flux magnétique : 1 T = 1 Wb/m^2 = 1 V·s/m^2 = 1 kg/ (A·s^2). L'unité CGS Gauss correspond exactement à 1 T = 10 000 G. Les champs magnétiques couvrent 15 ordres de grandeur : nanotesla pour les levés géomagnétiques (champ terrestre = 25 à 65 uT variant selon l'emplacement par WMM de la NOAA), millitesla pour les capteurs Hall (plage de fonctionnement de 1 à 100 mT) et Tesla pour les appareils d'IRM (1,5 à 7 T cliniques, jusqu'à 45 T de recherche par IEEE/NSF). La perméabilité magnétique de l'espace libre mu_0 = 4*pi × 10^-7 H/m exactement (SI 2019).

Exemple Résolu

Problème : Un capteur de courant à effet Hall mesure le courant de phase du moteur à l'aide d'un entrefer de 5 mm. Calculez le champ requis pour une mesure de 100 A avec un capteur ayant une sensibilité de 2,5 mV/mT.

Solution :

  1. Champ émis par le fil : B = mu_0 × I/(2*pi*r) = 4*pi*10^-7 × 100/(2*pi*0,0025) = 8 mT à 2,5 mm du centre
  2. Convertir en Gauss : 8 mT = 80 G = 8000 uT
  3. Sortie du capteur Hall : V = 2,5 mV/mT × 8 mT = 20 mV
  4. Résolution ADC requise pour une précision de 0,1 A : 20 mV/1000 pas = 20 uV/pas (ADC 14 bits à 3,3 V = 200 uV/pas - marginal)
  5. Améliorez par : un concentrateur de ferrite (gain 10x = 80 mT), un espacement plus serré ou un capteur de sensibilité plus élevé (5 mV/mT)
  6. Prise en compte de la compatibilité électromagnétique : les champs parasites provenant des aimants du moteur (10 à 50 mT) peuvent saturer le capteur. Ajoutez un blindage magnétique

Conseils Pratiques

  • ✓Champ terrestre selon le modèle magnétique mondial de la NOAA : 25-65 uT (0,25-0,65 G) selon l'emplacement. Composante horizontale ~20 uT (référence de la boussole), verticale 40-60 uT. Les smartphones mesurent cela à l'aide de magnétomètres à 3 axes (résolution ~0,1 uT)
  • ✓Plages de capteurs Hall selon les fiches techniques d'Allegro/Melexis : capteurs linéaires de 10 à 200 mT typiques, interrupteurs à verrouillage de 5 à 50 mT fonctionnement/relâchement. La saturation se produit entre 200 et 500 mT. Pour > 500 mT, utiliser des capteurs magnétorésistifs (AMR/GMR)
  • ✓Exposition sûre selon les directives de l'ICNIRP : champs statiques < 2 T pour le grand public, < 8 T pour les zones professionnelles. Les scanners IRM utilisent 1,5 à 3 T cliniques (recherche 7 T). Les aimants permanents dépassent rarement 0,5 T en surface (5000 G)

Erreurs Fréquentes

  • ✗Si l'on confond Tesla (densité de flux B) et Weber (flux total Phi), il s'agit de quantités différentes liées par Phi = B × A. Un champ de 0,5 T sur 0,01 m^2 = 5 MWb de flux total. La conception du moteur utilise les deux : B pour les limites de saturation, Phi pour le calcul de la tension
  • ✗Oublier la conversion 1 T = 10 000 G - l'utilisation d'un mauvais facteur entraîne une erreur de 10 000 fois. Le gauss est courant dans les spécifications des aimants permanents (champ de surface NdFeB 3000-5000 G = 0,3-0,5 T), Tesla est la norme SI
  • ✗Mauvaise interprétation des unités de sensibilité des capteurs Hall : certaines spécifient mV/mT, d'autres mV/g (10 fois différentes). Un capteur de 2,5 mV/mT = 0,25 mV/g. Vérifiez toujours les unités avant de calculer la tension de sortie attendue

Foire Aux Questions

Par SI : B (Tesla) = mu_0 × mu_r × H où H (A/m) est le champ moteur, mu_0 = 4*pi × 10^-7 H/m exactement, mu_r est la perméabilité relative (1 pour l'air, 1000-10000 pour la ferrite). Dans l'air : B (T) = 1,257 × 10^-6 × H (A/m). B inclut la réponse du matériau ; H est indépendant du milieu.
Selon la société magnétique de l'IEEE : Gauss reste dans les fiches techniques de l'industrie des aimants permanents (spécifications NdFeB, SmCo), la conception des moteurs (flux d'entrefer en kG) et l'enregistrement magnétique (coercivité en Oe). Conversion : 1 T = 10 000 G = 10 kG. SI préfère Tesla, mais les outils et références existants utilisent des unités CGS.
Selon les normes JEDEC et militaires : la plupart des circuits intégrés tolèrent < 10 mT (100 G) sans impact sur les performances. Les capteurs Hall saturent entre 200 et 500 mT. Le stockage magnétique (disque dur, bande) peut être affecté au-delà de 5 à 10 mT. Les écrans CRT (anciens) sont sensibles à > 0,5 mT. Éloignez les aimants des appareils électroniques sensibles.
Terre : 25 à 65 uT (0,25 à 0,65 G) par la NOAA. Petite surface du moteur à courant continu : 10 à 100 mT (100 à 1 000 G), 1000 fois plus résistante. C'est pourquoi les moteurs interfèrent avec les magnétomètres : un moteur situé à 10 cm crée un champ d'environ 1 mT, dépassant les 50 uT de la Terre. Utilisez un blindage magnétique ou une distance pour la précision de la boussole.

Calculateurs associés

Sensor

Capteur à effet Hall

Calculez la tension Hall, le coefficient Hall et la sensibilité des capteurs à effet Hall. Utile pour la mesure du champ magnétique, la détection du courant et la détection de position.

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Convertisseur Inductance

Convertit l'inductance entre henrys, millihenrys, microhenrys, nanohenrys et picohenrys.

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Convertisseur Courant

Convertit le courant électrique entre ampères, milliampères, microampères, nanoampères et picoampères.

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Fréquence ↔ Longueur d'onde

Convertissez la fréquence en longueur d'onde sur n'importe quel support. Calcule les longueurs d'onde complètes, les demi-longueurs d'onde et les quarts de longueur d'onde pour la conception des antennes, des lignes de transmission et de la planification des systèmes RF.