Принцип работы магнитометра

Разработано и произведено в Украине

Внимание! В связи с войной в нашей стране и нестабильным курсом доллара актуальность цен уточняйте, пожалуйста, по телефону или электронной почте.

Магнитометр – измерительный прибор, предназначенный для измерения параметров магнитного поля и магнитных свойств веществ.

Магнитным полем можно назвать проявление электромагнитного поля, обусловленное движущимися заряженными частицами и изменением электрического поля и оказывающего силовое воздействие на движущиеся заряженные частицы или проводники с током.

Основной физической величиной является магнитная индукция В, которая характеризует силовое воздействие магнитного поля в каждой его точке, как по значению, так и по направлению. Магнитная индукция — является величиной векторной, изображается вектором В, имеющим направление, совпадающее с направлением касательной к силовой линии в любой точке поля, так как магнитное поле может быть изображено с помощью линий магнитной индукции, т.

е. силовых линий.

 

          

Магнитное поле может быть однородным(а, б) и неоднородным (в). В однородном поле векторы магнитной индукции В в любой точке поля одинаковы и направлены в одну сторону. В противном случае поле считается не однородным Магнитометры в зависимости от определяемой величины можно разделить на приборы для измерения конкретного параметра:

• эрстедметры — напряжённости поля;
• инклинаторы и деклинаторы — направления поля;
• градиентометры — градиента поля;
• тесламетры — магнитной индукции;
• веберметры, или флюксметры — магнитного потока;
• коэрцитиметры — коэрцитивной силы;
• мю-метры — магнитной проницаемости;
• каппа-метры — магнитной восприимчивости, магнитного момента.

 Наиболее широко используются приборы для измерения магнитной индукции и напряженности магнитного поля, которые позволяют:

• Определить соответствия оборудования для проведения магнитопорошкового контроля необходимым техническим характеристикам;
• Контролировать уровня индукционных полей подконтрольных изделий, компонентов, либо устройств при проведении диагностических работ магнитопорошковым методом;
• Контролировать уровня остаточной намагниченности;
• Контролировать уровень индустриальных помех;
• Контролировать уровня магнитных полей.

Измерение магнитной индукции и напряженности магнитного поля в постоянных и переменных полях выполняются с помощью тесламетров с преобразователями Холла. При помещении такого преобразователя в магнитное поле на боковых его гранях генерируется ЭДС.

К достоинствам тесламетров работающих с преобразователем Холла можно отнести простоту конструкции, удобство в эксплуатации, высокие метрологические характеристики. Недостатки: показания прибора зависят от температуры.

  Автор: Сергей Погорелов

2.2. Аппаратура для магниторазведки | BookOnLime

2.2.1. Принципы измерений геомагнитного поля

2.2.2. Феррозондовые магнитометры

2.2.3. Протонные магнитометры

2.2.4. Квантовые магнитометры

2.2.5. Аппаратура для измерения магнитных свойств горных пород

* * *

2. 2.1. Принципы измерений геомагнитного поля

Измерения магнитного поля Земли и его вариаций проводят как на стационарных пунктах — магнитных обсерваториях, которых насчитывается на Земле около 150, так и во время магниторазведочных работ. При абсолютных определениях измеряют, как правило, три элемента магнитного поля (например, Z, D, Н). Для этого применяют сложные трехкомпонентные магнитные приборы — магнитные теодолиты и вариационные станции, которые ведут запись автоматически.

При геологической разведке измеряют абсолютные (Т) и относительные по отношению к какой-нибудь исходной (опорной) точке (ΔT, ΔZ) элементы магнитного поля. Приборы, используемые в магнитной разведке, называются магнитометрами. В настоящее время в основном применяют три типа магнитометров — феррозондовые, протонные и квантовые.

2.2.2. Феррозондовые магнитометры

Основой конструкции феррозонда (чувствительного элемента) феррозондового магнитометра служит электрическая катушка, намотанная на стержень из ферромагнетика, обладающего малой коэрцитивной силой и большой магнитной проницаемостью в слабых магнитных полях (например, из сплава железа, никеля и молибдена — пермаллоя). В отсутствие внешнего магнитного поля при пропускании через генераторную (первичную) катушку переменного электрического тока с частотой f и амплитудой, достаточной для создания поля возбуждения, превышающего уровень насыщения сердечника, в измерительной (вторичной) катушке возникает ЭДС удвоенной частоты (2f). При наличии внешнего постоянного магнитного поля, составляющая которого вдоль оси стержня отлична от нуля, в наведенной ЭДС будет преобладать частота, совпадающая с частотой поля возбуждения f.

Для измерения внешнего магнитного поля (его составляющей, направленной вдоль оси стержней) обычно используют компенсационный метод, заключающийся в компенсации постоянного магнитного поля Земли полем постоянного регулируемого тока. По величине тока компенсации судят о напряженности магнитного поля Земли вдоль оси феррозонда. К таким приборам относится аэромагнитометр АМФ-21. За счет погрешности в ориентировке феррозонда погрешность съемки таким магнитометром достигает десятков нТл при измерении ∆Z и до ±4,0 нТл при измерении ∆Т. При скважинных работах применяют специальный вариант ферромагнитометра (например, ТСМК-30), позволяющий измерять составляющие магнитного поля (∆Z, ∆Х, ∆Y) с погрешностью до ±100 нТл, и значение χ с точностью 5 %.

2.2.3. Протонные магнитометры

Принцип действия протонных, или ядерных, магнитометров основан на явлении свободной прецессии протонов в земном магнитном поле. После определенного электромагнитного воздействия на протоносодержащий датчик (с водой, спиртом, бензолом и др.) магнитные моменты протонов прецессируют вокруг направления вектора земного магнитного поля с угловой скоростью (ω), пропорциональной полной напряженности магнитного поля Земли Т: ω = aT, где a — коэффициент пропорциональности, равный гиромагнитному отношению ядра (отношению магнитного момента ядра к механическому).

В зависимости от протоносодержащего вещества и точности определения частоты прецессии рабочий цикл (время одного измерения) составляет от десятых долей до первых единиц секунд. В этом случае при небольшой скорости движения носителя магнитометра (наземный или морской варианты) данные о магнитном поле Земли (Т) получают практически непрерывно. При большой скорости, например при скорости самолета (350 км/ч), расстояние между замерами может составить 300 м.

При использовании металлических носителей магнитометров (кораблей, самолетов, вертолетов), обладающих собственным магнитным полем, датчик магнитометра буксируют на кабеле, длина которого должна в несколько раз превышать продольные размеры носителя.

С помощью протонного магнитометра измеряют абсолютное модульное значение геомагнитного поля с погрешностью от ±(0,01–2) нТл при низкой чувствительности (±45°) к ориентации оси датчика относительно перпендикуляра к вектору напряженности магнитного поля Земли и практическом отсутствии смещения нуля прибора. Протонные магнитометры используют при наземных (ММП-203, ММП-203М, ПОС, МИНИМАГ, ММПГ-1) и морских (ММП-3) съемках, реже при воздушных съемках (АМ-5, ММС-214) и скважинных наблюдениях.

2.2.4. Квантовые магнитометры

В квантовых магнитометрах, предназначенных для измерения абсолютных значений модуля напряженности магнитного поля, используют так называемый эффект Зеемана. В электронной структуре атомов, обладающих магнитным моментом, при попадании в магнитное поле происходит изменение, приводящее к расщеплению энергетических уровней на подуровни, с разницей энергии и, соответственно, частотой излучения, пропорциональной модулю полного вектора магнитной индукции в точке наблюдения. Чувствительным элементом магнитометра является сосуд, в котором находятся пары цезия, рубидия или гелия. В результате воздействия специально отфильтрованного монохроматического света (метод оптической накачки) электроны паров переводятся с одного энергетического подуровня на другой. Возвращение электронов на прежний уровень после окончания накачки сопровождается излучением энергии с частотой, пропорциональной величине магнитного поля.

С помощью квантового магнитометра измерения Т проводят с погрешностью ±(0,1–1,0) нТл при слабой чувствительности к ориентации датчика по отношению к силовым линиям магнитного поля Земли, высоком быстродействии и стабильности показаний (незначительное смещение нуля) во времени. Основными отечественными квантовыми магнитометрами являются приборы следующих марок: наземные (пешеходные) М-33 и ММП-303, морской КМ-8, аэромагнитометр КАМ-28.

2.2.5. Аппаратура для измерения магнитных свойств горных пород

Магнитные свойства горных пород измеряют как на образцах, так и в их естественном залегании. С помощью астатических магнитометров МА-21, МАЛ-036 возможно изучение различных магнитных свойств, в том числе χ и In, на образцах в полевых или стационарных условиях. Эти магнитометры относят к классу оптико-механических. Принцип их действия основан на взаимодействии магнитного поля образца с полем двух или трех постоянных магнитов, имеющихся в чувствительной системе прибора. Чувствительная система астатических магнитометров реагирует только на неоднородное магнитное поле близко расположенного образца горной породы. По углу отклонения чувствительной системы от магнитного меридиана, расстоянию от образца до постоянных магнитов, объему образца и величине магнитного поля в районе исследования рассчитывают магнитные характеристики образца (χ и In). Относительная погрешность измерений составляет 5 %. Для изучения магнитной восприимчивости в лабораторных условиях и в естественном залегании горных пород применяют каппометры ИМВ-2 или приборы КТ-3, КТ-5.

Измерение магнитных полей — List-Magnetik GmbH —

Напряженность магнитного поля, остаточная намагниченность, магнитная проницаемость, магнитный поток — что это на самом деле?

С помощью магнитов можно определять различные измеряемые параметры. Поскольку это часто приводит к путанице, вот краткий обзор. Для точного определения и физических основ мы просим вас обратиться к специальной литературе.

Напряженность магнитного поля (Гн)

Единицей измерения напряженности магнитного поля является А/м (из-за результатов чаще используются А/см или кА/м), ранее также использовался Эрстед (Э) . Поскольку плотность магнитного потока B, измеренная в Гауссах (Гс) или Теслах (Тл), может быть преобразована с использованием постоянного коэффициента, напряженности магнитного поля и плотности потока (и, следовательно, единиц А/см, кА/м, Э, Гс, Т) можно использовать попеременно.

Устройства для измерения напряженности магнитного поля называются магнитометрами, измерителями магнитного поля, гауссметрами или тесламетрами.

Остаточная намагниченность/остаточный магнетизм

Остаточная намагниченность или остаточный магнетизм – это специальное рассмотрение напряженности магнитного поля, остаточной напряженности магнитного поля после воздействия магнита или после процесса размагничивания.
Остаточная намагниченность также может быть измерена измерителями магнитного поля, гауссметрами и тесламетрами.

Проницаемость

Относительная проницаемость (µr) — это параметр того, насколько сильно вещество может быть намагничено. Значение играет важную роль, особенно для нержавеющих сталей. Другой термин, используемый для этого, — магнитная проводимость. Единицы измерения нет, µr безразмерен. Простые измерительные устройства проверяют диапазон от µr = 1 (проницаемость вакуума) до 2.
Прибор для измерения проницаемости от нашей компании — Ferromaster.

Магнитный поток

Магнитный поток (Φ) описывает общую мощность магнита и может быть измерен с помощью флюксметра в катушке. Единицей измерения является вольт-секунда (Vs), также Вебер (Wb) или более ранний Максвелл (Mx).
Для измерения магнитного потока требуется флюксметр. По сравнению с ручными приборами для измерения магнитных полей или магнитной проницаемости эти приборы более сложны; это лабораторные устройства с подключенной вращающей катушкой Гельмгольца.

 

Откуда появляется нежелательный магнетизм на стальных деталях?

Стальные детали, обладающие магнитными свойствами, могут создавать проблемы при дальнейшей обработке. Чистота компонентов снижается. Например, железные опилки прилипают, из-за чего инструменты изнашиваются. Или датчики мешают. Откуда берется этот магнетизм?
Причина не может быть указана в общих чертах. Стальные детали могут быть слегка намагничены полем Земли, при этом элементарные части материала выравниваются в направлении магнитного поля. Можно заметить, например, что стальной стержень легко намагничивается за счет вибрации во время транспортировки.
Однако, если вы используете магнитные подъемные инструменты, которые популярны во всем мире и бережно относятся к материалам, у вас может быть причина остаточного магнетизма. Первый шаг: Определите напряженность остаточного магнитного поля. Это в пределах вашего уровня толерантности? Если нет, то придется либо размагничивать детали, либо обойтись без магнитного крана. Перед установкой готовую деталь лучше всего размагнитить, чтобы свести к минимуму влияние транспортировки на остаточную намагниченность.

 

Простые устройства: компас и детектор вехи

С помощью простых устройств, таких как компас и детектор полюсов, можно сделать вывод о том, как проходят силовые линии, где лежат северный и южный полюса, но нельзя сказать о силе.

Детектор полюсов магнита

 

Насколько сильно магнитное поле? — Измерение напряженности магнитного поля

Вопрос задается для определения пикового значения магнита или остаточного магнетизма. Устройства, выполняющие эти задачи, называются магнитометрами, приборами для измерения магнитного поля, тесламетром или гауссметром. Здесь рассматривается постоянное поле без смены полюсов.
При измерении нужно исследовать: где полюса? В каком направлении датчик больше всего измеряет? Вызывает ли изменение вращение или наклон датчика? Таким образом, можно проверить максимальную напряженность поля каждого отдельного магнита.

Положение измерения и конструкция зонда имеют решающее значение для измеренного значения

Силовые линии магнитного поля проходят от северного полюса к южному полюсу магнита. В случае стержнеобразного магнита, например. полюса в основном на двух концах. Вот где поле сильнее. В зависимости от формы магнита силовые линии проходят по-разному; в подковообразном магните они параллельны внутри арки. Чем ближе вы измеряете напряженность магнитного поля к полюсу, тем она выше. В зонде так называемый датчик Холла регистрирует силу Лоренца, по которой рассчитывается напряженность поля. Чем ближе этот датчик Холла подходит к полюсу, тем больше действует сила. Разные конструкции зонда (аксиальные, тангенциальные) имеют разные формы установки датчика Холла и приводят к разным измеренным значениям.

Насколько силен магнит в целом? — Измерение магнитного потока

При проверке постоянного магнита или магнитной системы решающим вопросом является качество магнита и сила намагниченности магнита. Измерение напряженности магнитного поля с помощью устройства для измерения магнитного поля возможно только выборочно и не учитывает объем магнита. Эту задачу выполняет флюсометр. В сочетании с вращающей катушкой Гельмгольца магнитный поток постоянных магнитов может быть определен очень точно, поскольку измеряется весь объем магнита независимо от его положения. Воздействие магнита на катушку определяется в виде электрического напряжения и преобразуется в значение потока.

Флюксметр

 

Низкий магнетизм.

Что такое магнитная проницаемость и остаточная намагниченность?

Магнитная проницаемость показывает, насколько сильно материал может намагничиваться. Утверждение имеет смысл там, где на самом деле не требуется никакого магнетизма, например, с нержавеющей сталью. Магнитную проницаемость не следует путать с остаточной намагниченностью или остаточным магнетизмом: остаточная намагниченность говорит о том, насколько сильно объект намагничен, проницаемость говорит о том, насколько легко он может быть намагничен. При всех измерениях магнитного поля необходимо учитывать, что сама Земля имеет магнитное поле. Он очень слабый, 0,2 А/см. В зависимости от ориентации датчика это значение будет увеличивать или уменьшать измеренное значение. Поэтому возможны отклонения в диапазоне остаточной намагниченности на 10 % из-за поля Земли, и для воспроизводимости измерения следует учитывать положение объекта и положение измерительного зонда. Из-за технических ограничений при измерении проницаемости можно измерять только слабомагнитные материалы.

Магнитный измеритель проницаемости Измеритель остаточного магнитного поля

Что нужно для измерения магнитных полей, для измерения остаточной намагниченности?

Измерительные приборы и датчики

В каких единицах вы должны измерять магнетизм? В зависимости от устройства в дополнение к основной единице измерения А/см также может отображаться Гаусс (Гс) или Милли-Тесла (мТл). Важным вопросом является то, какие максимальные значения напряженности поля можно ожидать. В List-Magnetik есть выбор устройств и датчиков для любых целей — будь то одноручное устройство, будь то с отдельным датчиком или лабораторным устройством. Здесь следует упомянуть измерители магнитного поля МП-800, МП-1000, МП-2000, МП-5000.

Измеритель магнитного поля/гауссметр

 

В чем разница между аксиальными и тангенциальными датчиками?

Аксиальные датчики измеряют в направлении зонда. Тангенциальные датчики измеряют под углом 90° к датчику. Тангенциальные зонды больше подходят для измерений в полостях или узких трубах. В конечном итоге можно сказать, что тангенциальный зонд является более универсальным инструментом. Потому что практически все измерения осевого зонда можно проводить тангенциально. Одним из преимуществ аксиального датчика Лист-Магнитик является расстояние 2 мм между датчиком Холла и колпачком датчика. В производстве шарикоподшипников это значение стало стандартом де-факто для датчика.

Что такое эталон калибровки и для чего он нужен?

Эталон калибровки представляет собой эталонный магнит — постоянный магнит, который всегда показывает одно и то же значение, когда один и тот же датчик находится в одном и том же положении. При этом вы можете быть уверены, что зонд все еще работает правильно. В случае эталонов точной калибровки осевой или тангенциальный датчик удерживается в отверстии таким образом, что он не может трястись. В случае с тростниковыми датчиками датчик может быть поврежден, поэтому вам необходимо проверить его с помощью более простых накладных калибровочных стандартов. Комбинация устройства, зонда и эталона образует устройство, которое калибруется и сертифицируется вместе. Использование датчика на эталоне калибровки, который был скоординирован с другим датчиком, может привести к минимальному отклонению эталонного значения. Это связано с тем, что зонды не всегда могут быть созданы абсолютно одинаковыми. Однако это отклонение всегда постоянно.

 

---

 

Контроль качества постоянного магнита

Почему напряженность поля отличается от указанной производителем?

Производитель магнитов обычно предоставляет так называемую кривую B-H для обеспечения качества, в которой указано как максимальное значение B для напряженности магнитного поля, так и значение I_Hc для сопротивления размагничиванию. Эти значения фиксируются в специальном измерительном приборе с ярмом, благодаря чему магнитопровод не имеет воздушных зазоров. Это измерительное устройство называется Permagraph, оно очень сложное и обычно слишком дорогое для обычных пользователей.

Если пользователь хочет измерить максимальную напряженность магнитного поля с помощью устройства для измерения магнитного поля (например, MP-800A, MP-1000, MP-2000) в целях контроля, он определит меньшее значение. Почему это? Измеренная сила магнитного поля существенно зависит от двух факторов: положения и расстояния. Магнитные поля вне магнита в воздухе неоднородны; различные расстояния измерения приводят к различным значениям измерения. Пользователь не может добиться оптимального состояния у производителя, магнитопровода без воздушного зазора, с устройством измерения магнитного поля.

Для измерения значения магнита, указанного производителем, необходимо идентичное измерительное оборудование и идентичное положение. Обычно ни то, ни другое неизвестно. Кроме того: Не существует стандарта измерения расстояния от датчика в зонде до контактной поверхности зонда. Поэтому для разных измерительных щупов часто бывает так, что измеренные значения не согласуются друг с другом.

Для проверки качества постоянного магнита имеет смысл использовать собственное измерительное оборудование для определения максимальной силы вновь приобретенного магнита. Для периодического мониторинга достаточно наблюдать за изменением во времени. Если при регулярно проводимых измерениях получаются постоянные результаты измерений, сила магнита остается неизменной.

Лучшим вариантом измерения является измерение величины потока с помощью флюксметра с катушкой Гельмгольца, в которую вставлен измеряемый магнит. Здесь вы не зависите от расстояния измерения и получаете сравнительное измерение по всему объему магнита вместо точечного измерения на магнитном полюсе. Однако этот метод более дорогой и непрактичный со встроенными магнитами.

Геомагнитное поле | Определение, сила и факты

магнитное поле стержневого магнита

Смотреть все СМИ

Ключевые люди:

Стэнли Кейт Ранкорн Эдвард Сабин Иоганн фон Ламонт Бальфур Стюарт Сидней Чепмен

Похожие темы:

магнитосфера полярное странствие геомагнитная буря электроструйный вязкое взаимодействие

Просмотреть весь связанный контент →

Резюме

Прочтите краткий обзор этой темы

геомагнитное поле , магнитное поле, связанное с Землей.

Он в основном диполярный (т. Е. У него два полюса, геомагнитный северный и южный полюса) на поверхности Земли. Вдали от поверхности диполь искажается.

Понять геомагнитное поле Земли с помощью принципа динамо-эффекта

Посмотреть все видео к этой статье

В 1830-х годах немецкий математик и астроном Карл Фридрих Гаусс изучал магнитное поле Земли и пришел к выводу, что основная дипольная составляющая возникла внутри Земли, а не снаружи. Он продемонстрировал, что дипольная составляющая представляет собой убывающую функцию, обратно пропорциональную квадрату радиуса Земли, вывод, который заставил ученых размышлять о происхождении магнитного поля Земли с точки зрения ферромагнетизма (как в гигантском стержневом магните), различных теорий вращения, и различные теории динамо. Ферромагнетизм и теории вращения, как правило, дискредитированы: ферромагнетизм, потому что точка Кюри (температура, при которой разрушается ферромагнетизм) достигается всего на 20 или около того километров (около 12 миль) под поверхностью, а теории вращения, потому что, по-видимому, не существует фундаментальной связи между массой в движение и связанное с ним магнитное поле.

Большинство геомагнетиков занимаются различными теориями динамо, согласно которым источник энергии в ядре Земли вызывает самоподдерживающееся магнитное поле.

Устойчивое магнитное поле Земли создается многими источниками, как над, так и под поверхностью планеты. От ядра наружу к ним относятся геомагнитное динамо, намагниченность земной коры, ионосферное динамо, кольцевой ток, ток магнитопаузы, хвостовой ток, продольные токи и авроральные, или конвективные, электроджеты. Геомагнитное динамо является наиболее важным источником, потому что без поля, которое оно создает, другие источники не существовали бы. Недалеко от поверхности Земли влияние других источников становится таким же или более сильным, чем влияние геомагнитного динамо. В последующем обсуждении рассматривается каждый из этих источников и объясняются соответствующие причины.

Магнитное поле Земли подвержено изменениям во всех временных масштабах. Каждый из основных источников так называемого устойчивого поля претерпевает изменения, вызывающие переходные вариации или возмущения. Основное поле имеет два основных возмущения: квазипериодические инверсии и вековые вариации. Ионосферное динамо возмущается сезонными изменениями и изменениями солнечного цикла, а также солнечными и лунными приливными эффектами. Кольцевой ток реагирует на солнечный ветер (ионизированную атмосферу Солнца, которая расширяется в космос и несет с собой солнечное магнитное поле), усиливаясь при наличии соответствующих условий солнечного ветра. С ростом кольцевого тока связано второе явление — магнитосферная суббуря, наиболее отчетливо проявляющаяся в северном сиянии. Совершенно другой тип магнитного склонения вызывается магнитогидродинамическими (МГД) волнами. Эти волны представляют собой синусоидальные колебания электрического и магнитного полей, связанные с изменениями плотности частиц. Они являются средством передачи информации об изменениях электрических токов как внутри ядра Земли, так и в окружающей ее среде заряженных частиц. Каждый из этих источников вариации также обсуждается отдельно ниже.

Наблюдения за магнитным полем Земли

Представление поля

Электрические и магнитные поля создаются фундаментальным свойством материи, электрическим зарядом. Электрические поля создаются зарядами, покоящимися относительно наблюдателя, тогда как магнитные поля создаются движущимися зарядами. Эти два поля являются различными аспектами электромагнитного поля, силы, которая вызывает взаимодействие электрических зарядов. Электрическое поле Е в любой точке вокруг распределения заряда определяется как сила, приходящаяся на единицу заряда, когда в эту точку помещается положительный пробный заряд. Для точечных зарядов электрическое поле направлено радиально от положительного заряда к отрицательному заряду.

Магнитное поле создается движущимися зарядами, то есть электрическим током. Магнитная индукция B может быть определена аналогично E как пропорциональная силе на единицу силы полюса, когда тестовый магнитный полюс приближается к источнику намагничивания. Однако чаще его определяют уравнением силы Лоренца. Это уравнение утверждает, что сила, ощущаемая зарядом q , движущимся со скоростью v, равна F = q (vx B ).

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

В этом уравнении жирным шрифтом обозначены векторы (количества, которые имеют как величину, так и направление), а нежирным шрифтом обозначены скалярные величины, такие как B , длина вектора B. X обозначает векторное произведение (т. е. вектор под прямым углом к ​​v и B, с длиной 90 216 v 90 217 90 216 B 90 217 sin θ). Тета — это угол между векторами v и B. (B обычно называют магнитным полем, несмотря на то, что это название зарезервировано для величины H, которая также используется в исследованиях магнитных полей.) Для простого линейного тока поле имеет цилиндрическую форму вокруг тока. Направление поля зависит от направления тока, которое определяется как направление движения положительных зарядов. Правило правой руки определяет направление B, утверждая, что оно указывает в направлении пальцев правой руки, когда большой палец указывает в направлении тока.

В Международной системе единиц (СИ) электрическое поле измеряется скоростью изменения потенциала, вольт на метр (В/м). Магнитные поля измеряются в единицах тесла (Тл). Тесла является большой единицей для геофизических наблюдений, и обычно используется меньшая единица, нанотесла (нТл; один нанотесла равен 10 ^-9 тесла). Нанотесла эквивалентна одной гамме, единице, первоначально определенной как 10 ⁻⁵ гаусс, которая является единицей измерения магнитного поля в системе сантиметр-грамм-секунда. И гаусс, и гамма по-прежнему часто используются в литературе по геомагнетизму, хотя они больше не являются стандартными единицами.

Как электрические, так и магнитные поля описываются векторами, которые могут быть представлены в различных системах координат, таких как декартова, полярная и сферическая. В декартовой системе вектор разлагается на три компоненты, соответствующие проекциям вектора на три взаимно ортогональные оси, которые обычно обозначаются как x , y , z . В полярных координатах вектор обычно описывается длиной вектора в x — y , его азимутальный угол в этой плоскости относительно оси x и третья декартова компонента z . В сферических координатах поле описывается длиной вектора полного поля, полярным углом этого вектора от оси z и азимутальным углом проекции вектора на плоскость x — y . В исследованиях магнитного поля Земли широко используются все три системы.

Номенклатура, используемая при изучении геомагнетизма для различных компонент векторного поля, представлена ​​на рисунке. B — вектор магнитного поля, F — величина или длина B. X , Y и Z — три декартовых компонента поля, обычно измеряемые относительно географической системы координат. X указывает на север, Y на восток, и, завершая правую систему, Z направлен вертикально вниз к центру Земли. Величина поля, спроецированная на горизонтальную плоскость, называется H .