3.5.4. Измерения магнитного поля

Напряжение, индуцированное в рамочной антенне площадью А, ориентированной перпендикулярно магнитному потоку, при изменении магнитной индукции равно

где предполагается, что площадь А постоянна, а индукция В однородна по площади. Таким образом, скорость изменения магнитной индукции можно измерить, соединив рамочную антенну с осциллографом. Чтобы провести непосредственное измерение магнитной индукции, антенна соединяется последовательно с сопротивлением В и емкостью С. Уравнение для тока текущего в такой схеме, имеет вид

где предполагается, что емкость первоначально не заряжена. Рассмотрим случай, в котором выбраны таким образом, чтобы

т. е. импеданс при синусоидальном сигнале мал по сравнению с для всех эффективных угловых частот вызванных изменяющимся магнитным полем. Используя (3.34), можно решить (3.33) относительно тока

Если выходной сигнал представляет собой напряжение на емкости, то сигнал равен

Таким образом, магнитная индукция может быть найдена из (3.36) как функция времени. Затем ее можно использовать в (3.19) для определения тока молнии, если известны и удовлетворяются условия, необходимые для справедливости уравнения (3.19). Магнитная рамочная антенна должна быть хорошо экранирована от электрических полей.

Наряду с магнитной рамочной антенной с соответствующими цепями для измерений можно использовать магнетометры (приборы для измерения магнитной индукции), которые выпускаются промышленностью. Серийные приборы имеют широкий диапазон чувствительности и временных характеристик. Особый интерес представляет индукционный магнетометр, использованный Вильямсом и Бруком [87] для измерений непрерывных токов и токов лидера. Прибор чувствителен к изменению магнитного поля в Переходное время прибора 20 мс. Вильяме и Брук [87] сообщили, что они создали индукционный магнетометр с переходным временем 1 мс.