فهم تسلا: وحدة القياس المغناطيسي

التسلا (ر)هو وحدة المشتقة من النظام الدولي للوحدات (SI) لقياسهاكثافة التدفق المغناطيسي(أو الحث المغناطيسي). سميت على اسم المخترع والمهندس الصربي الأمريكي نيكولا تسلا (1856-1943) ، تحدد هذه الوحدة قوة الحقول المغناطيسية وتلعب دورًا مهمًا في الفيزياء والهندسة والصناعية.

1. التعريف العلمي:
- 1 تم تعريف Tesla على أنها1 Weber لكل متر مربع (WB/M²).
- إنه يمثل قوة المجال المغناطيسي اللازم لإنتاج 1 نيوتن من القوة لكل أمبير من التيار لكل متر من الموصل.

2. مقارنة مع غاوس:
- نظير تسلا الأصغر هوغاوس (ز)، أين1 T = 10,000 G.
- لا يزال Gauss شائعًا في الأنظمة القديمة (على سبيل المثال ، المجال المغناطيسي للأرض ≈ 25–65 μT أو 0. 25 - 0. 65 G).

1. التصوير الطبي:
- آلات التصوير بالرنين المغناطيسي:تستخدم ماسحات التصوير بالرنين المغناطيسي (MRI) مغناطيسًا قويًا تم تقييمه في Teslas. تعمل النظم السريرية عادة في1.5 ر إلى 3 ر، بينما تصل آلات جودة البحث7 طن أو أعلى.
- تؤثر قوة الحقل بشكل مباشر على دقة الصورة ودقة التشخيص.

2. نظام الصناعي والطاقة:
- المحركات الكهربائية/المولدات: قياسات تسلا تضمن التدفق المغناطيسي الأمثل لتحويل الطاقة.
- قطارات الرفع المغناطيسي (MAGLEV): تتطلب حقول من0.5–1 Tلرفع الرفع المستقر والدفع.

3. البحث العلمي:
- مسرعات الجسيمات: دليل المغناطيس العالي Tesla مشحونة الجسيمات بسرعات قريبة من الضوء.
- مفاعلات الانصهار: مغناطيس الحبس في مشاريع مثل iter توليد حقول تتجاوز13 T.

4. إلكترونيات المستهلك:
- تعتمد أجهزة الاستشعار في الهواتف الذكية ، والمحركات الصلبة ، و EVs على حقول المستوى الميكروتيسلا للتوجه وتخزين البيانات.

1. متر تسلا (مقاييس المغناطيسية):
- أجهزة مثل أجهزة استشعار Hall-Effect أو مقاييس المغناطيسية Fluxgate تقيس كثافة التدفق المغناطيسي.
- معايرة للتمييز بينثابت (DC)وبالتناوب (AC)الحقول.

2. معايير المعايرة:
- يمكن تتبعه إلى المختبرات الوطنية (على سبيل المثال ، NIST ، PTB) لضمان الدقة.
- حاسمة بالنسبة للصناعات التي تتطلب دقة ± 0. 1 ٪ ، مثل Aerospace.

- المجال المغناطيسي للأرض: ~ 25-65 μT (يختلف حسب الموقع).
- مغناطيس النيوديميوم: ~ 1-1.4 T (أقوى مغناطيس دائم).
- المغناطيس النبضي: مرافق الأبحاث تحققما يصل إلى 100 طنل NanoSeconds.

- أمان: الحقول أعلاه5 Tيمكن أن تتداخل مع أجهزة ضربات القلب أو تسبب الدوار في البشر.
- قيود المواد: تتطلب أنظمة TESLA العالية لفائف فائقة التوصيل (المبردة إلى درجات حرارة باردة) لتقليل الخسائر المقاومة.

تسلا لا غنى عنه لقياس الظواهر المغناطيسية عبر الصناعات. من الأدوات الطبية المنقذة للحياة إلى حلول الطاقة المتطورة ، تتيح دقتها التطورات التكنولوجية مع وضع تحديات هندسية فريدة. مع تطور الابتكارات مثل الحوسبة الكمومية وطاقة الاندماج ، لن ينمو الطلب على دقة قياس TESLA عالية فقط.