بنابراین N و I دو مجهولی هستند که با در نظر گرفتن عوامل محدودکننده بایستی محاسبه گردند. این عوامل شامل حرارت ایجاد شده ناشی از عبور جریان از سیمپیچ، حجم فضای ایجاد شده توسط سیمپیچ و جرم آهنربا میباشد. مهم‌ترین عامل محدودکننده، حرارت ایجاد شده ناشی از عبور جریان I از سیمپیچ است که ارتباط مستقیم با مربع شدت جریان دارد و برابر است با:
(۳-۳۹)
P مقدار حرارت ایجاد شده ناشی از عبور جریان از سیمپیچ و R مقاومت سیم است.
شکل۳-۹- آهنرباهای استفاده شده در این تحقیق را نشان میدهد. مشخصات آهن ربای استفاده شده برای این تحقیق در جدول ۳-۳ به اختصار آورده شده است.
شکل۳-۹-آهنرباهای استفاده شده برای ایجاد میدان مغناطیسی خارجی در این تحقیق
جدول۳-۳-مشخصات آهنرباهای استفاده شده برای این تحقیق
ابعاد هسته مرکزی
۱۰×۵×۵ سانتیمتر
جنس و قطر سیم
سیم مسی با قطر ۱میلیمتر
تعداد دور سیم پیچ
۵۰۰۰ دور
مقاومت سیم پیچ
۵۹ اهم
حداکثر جریان عبوری
۲/۱ آمپر
۳-۶-۳-سنسور اثر هال
اثر هال توسط دکتر ادوین هال (Edvin Hall) در سال ۱۸۷۹ در حالی کشف شد که او دانشجوی دکترای دانشگاه Johns Hopkins در بالتیمر (Baltimore) انگلیس بود. هال در حال تحقیق بر تئوری جریان الکترون کلوین بود که دریافت زمانی که میدان یک آهنربا عمود بر سطح مستطیل نازکی از جنس طلا قرار گیرد که جریانی از آن عبور می‌کند، اختلاف پتانسیل الکتریکی در لبه‌های مخالف آن پدید می‌آید. او دریافت که این ولتاژ متناسب با جریان عبوری از مدار و چگالی شار مغناطیسی عمود بر مدار است.
یک عنصر هال از لایه نازکی ماده هادی با اتصالات خروجی عمود بر مسیر شارش جریان ساخته شده است وقتی این عنصر تحت یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، ولتاژ خروجی متناسب با قدرت میدان مغناطیسی تولید می‌کند. این ولتاژ بسیار کوچک و در حدود میکرو ولت است.
سنسور هال استفاده شده در این پروژه مدل UGN3503UA مانند آنچه در شکل۳-۱۰ نشان داده شده، میباشد. با بهره گرفتن از این سنسور میتوان میدان مغناطیسی ایجاد شده در فضای بین دو آهنربا را اندازه گیری کرد. این سنسور در فواصل مختلف بین دو آهنربای ایجادکننده میدان مغناطیسی قرار داده می شود که با اتصال سنسور به دستگاه ولتمتر، ولتاژ گو سی خروجی نشان داده می شود، سپس با بهره گرفتن از جدول آورده شده در کاتالوگ دستگاه، میتوان شدت میدان مغناطیسی در هر نقطه از فضای بین دو آهنربا را بر حسب گو س بدست آورد. جدول ۳-۴ مشابه جدول آورده شده در کاتالوگ سنسور است.
شکل ۳-۱۰-سنسور اثر هال
جدول ۳-۴-محدوده ولتاژ و چگالی شار مغناطیسی اندازه گیری شده توسط سنسور اثر هال
۳-۶-۴-دستگاه کوتینگ یا پوششدهنده به روش کندوپاش
در استفاده از دستگاه SEM به منظور جلوگیری از تمرکز الکترون‌ها باید نمونه‌های عایق توسط دستگاه پوشش‌ده، هادی جریان الکتریکی شوند. این کار با پوشش بسیار نازک طلا و به روش کندوپاش یا سپاترینگ صورت می‌گیرد. با نشاندن لایه نازکی از طلا و یا کربن، سطوح نمونه‌های غیر هادی، هدایت الکترونی پیدا کرده و الکترون‌های سطحی دفع میگردند و در نتیجه وضوح تصویر بهبود می‌یابد. دستگاه کوتینگ مورد استفاده که در شکل ۳-۱۱ نشان داده شده ساخت شرکت Bal-Tec از کشور سوئیس میباشد.
