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Conversor de densidade de fluxo magnético

Converte densidade de fluxo magnético entre Tesla, miliTesla, microTesla, Gauss e nanoTesla.

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Fórmula

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

Como Funciona

Esta calculadora converte entre Tesla, Gauss, millitesla, microtesla e nanotesla para engenheiros magnéticos, designers de sensores e físicos que trabalham com campos magnéticos. De acordo com o folheto SI (BIPM), o Tesla é a unidade SI de densidade de fluxo magnético: 1 T = 1 Wb/m^2 = 1 V·s/m^2 = 1 kg/ (A·s^2). A unidade CGS Gauss se relaciona exatamente como 1 T = 10.000 G. Os campos magnéticos abrangem 15 ordens de magnitude: nanotesla para pesquisas geomagnéticas (campo da Terra = 25-65 uT variando com a localização por NOAA WMM), militesla para sensores Hall (faixa operacional de 1-100 mT) e Tesla para máquinas de ressonância magnética (1,5-7 T clínicas, até 45 T de pesquisa por IEEE/NSF). A permeabilidade magnética do espaço livre mu_0 = 4*pi × 10^-7 H/m exatamente (2019 SI).

Exemplo Resolvido

Problema: Um sensor de corrente de efeito Hall mede a corrente de fase do motor usando um espaço de ar de 5 mm. Calcule o campo necessário para medição de 100 A com um sensor com sensibilidade de 2,5 mV/mt.

Solução:

  1. Campo do fio: B = mu_0 × I/(2*pi*r) = 4*pi*10^-7 × 100/(2*pi*0,0025) = 8 mT a 2,5 mm do centro
  2. Converter em Gauss: 8 mT = 80 G = 8000 uT
  3. Saída do sensor Hall: V = 2,5 mV/mt × 8 mT = 20 mV
  4. Resolução de ADC necessária para precisão de 0,1 A: 20 mV/1000 etapas = 20 UV/etapa (ADC de 14 bits a 3,3 V = 200 UV/etapa - marginal)
  5. Melhore com: concentrador de ferrite (ganho de 10x = 80 mT), espaçamento mais próximo ou sensor de maior sensibilidade (5 mV/mt)
  6. Consideração EMC: campos dispersos dos ímãs do motor (10-50 mT) podem saturar o sensor - adicione proteção magnética

Dicas Práticas

  • ✓Campo da Terra de acordo com o Modelo Magnético Mundial da NOAA: 25-65 uT (0,25-0,65 G) dependendo da localização. Componente horizontal ~ 20 uT (referência da bússola), vertical 40-60 uT. Os smartphones medem isso com magnetômetros de 3 eixos (resolução de ~ 0,1 uT)
  • ✓Os sensores Hall variam de acordo com as folhas de dados Allegro/Melexis: sensores lineares de 10 a 200 mT típicos, chaves de travamento de 5 a 50 mT de operação/liberação. A saturação ocorre em 200-500 mT. Para mais de 500 mT, use sensores magnetorresistivos (AMR/GMR)
  • ✓Exposição segura de acordo com as diretrizes do ICNIRP: campos estáticos < 2 T para público em geral, < 8 T para ocupacionais. Os scanners de ressonância magnética usam 1,5-3 T clínicos (7 T de pesquisa). Os ímãs permanentes raramente excedem 0,5 T na superfície (5000 G)

Erros Comuns

  • ✗Confundindo Tesla (densidade de fluxo B) com Weber (fluxo total Phi) - são quantidades diferentes relacionadas por Phi = B × A. Um campo de 0,5 T acima de 0,01 m^2 = 5 mWb de fluxo total. O design do motor usa ambos: B para limites de saturação, Phi para cálculo de tensão
  • ✗Esquecer a conversão de 1 T = 10.000 G - usar o fator errado gera um erro de 10.000 vezes. Gauss é comum em especificações de ímãs permanentes (campo de superfície de NdFeB 3000-5000 G = 0,3-0,5 T), Tesla é o padrão SI
  • ✗Interpretando mal as unidades de sensibilidade do sensor Hall - algumas especificam mV/mt, outras mV/g (10 vezes diferentes). Um sensor de 2,5 mV/MT = 0,25 mV/g. Sempre verifique as unidades antes de calcular a tensão de saída esperada

Perguntas Frequentes

Por SI: B (Tesla) = mu_0 × mu_r × H onde H (A/m) é o campo de condução, mu_0 = 4*pi × 10^-7 H/m exatamente, mu_r é permeabilidade relativa (1 para ar, 1000-10000 para ferrite). No ar: B (T) = 1,257 × 10^-6 × H (A/m). B inclui a resposta do material; H é independente do meio.
De acordo com a sociedade magnética IEEE: Gauss permanece nas planilhas de dados da indústria de ímãs permanentes (especificações NdFeB, SmCo), design do motor (fluxo de espaço de ar em kG) e gravação magnética (coercividade em Oe). Conversão: 1 T = 10.000 G = 10 kG. A SI prefere a Tesla, mas as ferramentas e referências antigas usam unidades CGS.
De acordo com os padrões JEDEC e militares: a maioria dos ICs tolera < 10 mT (100 G) sem impacto no desempenho. Os sensores Hall saturam a 200-500 mT. O armazenamento magnético (HDD, fita) pode ser afetado acima de 5-10 mT. Os monitores CRT (antigos) são sensíveis a > 0,5 mT. Mantenha os ímãs afastados de aparelhos eletrônicos sensíveis.
Terra: 25-65 uT (0,25-0,65 G) por NOAA. Superfície pequena do motor DC: 10-100 mT (100-1000 G), 1000x mais forte. É por isso que os motores interferem nos magnetômetros - um motor a 10 cm de distância cria um campo de ~1 mT, superando os 50 uT da Terra. Use proteção magnética ou distância para precisão da bússola.

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