Hoe om magnetiese veld van solenoïde te vind: rigting, binne, buite, middel, verskeie feite


In hierdie artikel sal ons bespreek hoe om te vind magneetveld van solenoïde, die rigting van die magnetiese veld en die magnetiese veld wat in en om die solenoïde geproduseer word.

Die solenoïde word gebruik om 'n eenvormige magnetiese veldgebied te produseer wat 'n produk is van stroom deur die draad wat die solenoïde kronkel, die aantal windings van die spoel per eenheidlengte van die solenoïde, en die deurlaatbaarheid.

Solenoïde Magnetiese Veld Formule

Die magnetiese veld wat binne die solenoïde geproduseer word, is in reaksie op die stroom wat deur die draad vloei wat die solenoïde kronkel. Hoe meer die aantal draaie draad is, sal die magneetveld wat geproduseer word sterker wees. Vandaar, die magnetiese veld van die solenoïde is direk eweredig aan die stroom en die aantal windings van die spoel en word gegee deur die vergelyking

B=μ0NI/L

Waar μ0 is 'n deurlaatbaarheid van vrye ruimte

N is 'n aantal draaie om die solenoïde

I is 'n stroom oor die draad

L is die lengte van die solenoïde

Hoe groter die lengte van die solenoïde, die magneetveld wat binne die solenoïde geproduseer word, verminder terwyl as die lengte van die solenoïde kort is, die magneetveldsterkte binne die solenoïde hoogte sal wees.

Solenoïde Magnetiese Veld Afleiding

Consider a long solenoid of length ‘L’. Since we are talking about the long solenoid it implies that the length of the solenoid is large compared to its radius ‘r’. That is L>>r

hoe om magnetiese veld van solenoïde te vind
Solenoïedspoel wat 'n stroom dra

Laat 'N' die aantal windings van 'n draad wees in die vorm van 'n heliks sirkellus wat nou aan elke draai opeenvolgende draai om die solenoïde spasiëer. Gevolglik sal die totale aantal draaie om die solenoïde gelyk wees aan NL.

Laat 'ek' die stroom wees wat deur hierdie draad gaan. Die draad is so gewikkel dat, wanneer 'n stroom deur die draad gevoer word, die mobiliteit van die elektrone 'n magnetiese veld sal produseer en die netto magnetiese veld is die integraal van al die magnetiese velde wat in elke draai van 'n draad om die solenoïde geproduseer word.

According to Ampere’s Law the integral value of all the magnetic fields across the length of the solenoid is equal to the μ0 keer die huidige 'I' wat deur die solenoïde gaan.

We get, BL=μ0Ie

Waar eke is die ingeslote stroom en is gelyk aan die totale stroom wat deur al die aantal draaie van die lengte van die draad gaan.

Ie=nLI

Waar n die aantal draaie per eenheidlengte van die solenoïde is

Ie=nLI

Waar N die totale aantal draaie is

En L is die lengte van die solenoïde

Deur dit in die bogenoemde vergelyking te vervang, kry ons

[latex]BL=\mu _0InL[/latex] BL=μ0

B=μ0In

Daarom het ons die vergelyking vir die magnetiese veld binne die solenoïde is

B=μ0In/L

Die solenoïede word gebruik om 'n gebied van eenvormige magnetiese veld te produseer en hang suiwer af van die aantal draaie van 'n spoel om die solenoïde. Dit hang ook af van die spasiëring tussen elke spoel en die deurlaatbaarheid van die vrye spasie.

Hoe om magnetiese veld binne 'n solenoïde te vind?

Die magnetiese veld binne die solenoïde is as gevolg van die aantal spoele rondom dit.

Die magneetveld in die solenoïde is die produk van die stroom wat deur die solenoïde vloei en die aantal windings van die draad per lengte-eenheid van die solenoïde.

Oorweeg die solenoïde wat 'n stroom 'I' dra, waardeur die magnetiese veld binne die solenoïde geproduseer word. Kom ons neem 'n reghoekige lus abcd deur die solenoïde aan om die magnetiese veld van die solenoïde te bepaal.

hoe om magnetiese veld van solenoïde te vind
'n Reghoekige lus abcd deur 'n solenoïde

The magnetic field lines run parallel to the loop ab, hence the magnetic field along the loop ab is B. We have derived the value of the magnetic field inside the solenoid as B=μ0In/L

Boonop wys die rigting van stroom by lus ad binne die solenoïde, terwyl die rigting van stroom by lus bc buite die solenoïde gerig is. Beide hierdie lusse is dwars en loodreg op die magnetiese vloed binne die solenoïde geproduseer. Die magnetiese veldkomponente langs ad en bc is dus nul.

Kom ons verstaan ​​hoe om die magnetiese veld te bereken deur 'n eenvoudige probleem wat hieronder gegee word op te los.

Wat is die magneetveld wat in die solenoïde geproduseer word met 'n lengte van 30 cm en die draad rondom dit wat 280 draaie om die solenoïde maak en die stroom wat deur die draad gaan is 12A? Die deurlaatbaarheid μ0= 1.26 * 10-6

Gegee: L = 30 cm

N= 280

I=12A

μ0= 1.26-6T/m

Die aantal draaie per eenheid lengte is

n=N/L

n=280/30

Die solenoïde het 9.3 windings draad per eenheid lengte.

Die magnetiese veld wat binne die solenoïde geproduseer word, is

B=μ0In

B=1.26*10-6* 12 * 9.3

B=140.6*10-6T

The magnetic field inside the solenoid is B=140.6*10-6T

Hoe om magnetiese veld aan die einde van solenoïde te vind?

Die magnetiese veld is die sterkste in die middel en verminder soos ons wegbeweeg van die middel.

Die magnetiese veld kan gevind word op grond van die hoek wat gevorm word deur die lyn wat beide die punte van die solenoïde en die as van die solenoïde verbind.

Op die oppervlak van die solenoïde by die uiterlike middelpunt is die magnetiese veld swak en langs die as van die solenoïde met geen loodregte komponente nie.

The magnetic field at the ends of the solenoid between θ1=π/2 and is

B=μ0IN/2*( θ1– θ2)

B=μ0IN/2*(Cosπ/r-Cosπ)

0IN/2(0-(-1))

0IN/2

Die magnetiese veld aan die einde van die solenoïde word die helfte van die magnetiese veld wat in die middel van die solenoïde geproduseer word.

Hoe om magnetiese veld buite solenoïde te bereken?

Die magnetiese veld buite die solenoïde is nul, dws B=0.

Die magnetiese vloedlyne beweeg binne die solenoïde, op sy oppervlak en by die kante, wel daar is geen magnetiese vloedlyn wat buite die solenoïde penetreer nie en dus is die magnetiese veld altyd nul buite die solenoïde.

Hoe om die rigting van magnetiese veld in die solenoïde te vind?

Die rigting van die magnetiese veld in die solenoïde kan gevind word met jou regterhand.

As jy jou regterhand omvou, dui die gekrulde vingers die rigting van stroom aan en die duim wys die rigting van die magneetveld in die solenoïde aan.

Dus, as jy jou hand om die solenoïde draai, afhangende van die rigting van die stroom binne die spoele van die solenoïde, kan die rigting van die stroom wat binne die draad vloei in 'n kloksgewyse of antikloksgewyse rigting wees; die duim van die regterhand sal die rigting van die magnetiese veld binne die solenoïde aandui.

Hoe om die magnetiese veld in die middel van 'n solenoïde te vind?

In die middel van 'n solenoïde is die magneetveld wat geproduseer word 'n eenvormige, sterk magneetveld.

Die magnetiese vloedlyne langs die as van die solenoïde maak 'n hoek tussen 0 en π langs die middel van die solenoïde. Gevolglik word die magnetiese veld in die middel van 'n solenoïed tussen die hoeke 0 tot π gestel.

B=μ0IN/2*( θ1– θ2)

B=μ0IN/2*(Cosθ-Cosπ)

0IN/2*(1-(-1)

0IN/2*2

0IN

Dit is die totale magnetiese veld wat in die middel van die solenoïde geproduseer word en is dubbel die magneetveldsterkte as aan die einde van die solenoïde.

Wat is die magnetiese veld van solenoïde?

Die magnetiese veld van 'n lang solenoïde is die eenvormige magneetveld wat binne die solenoïde geproduseer word.

Die sterkte van die magnetiese veld binne die solenoïde hang nie af van die as van die solenoïde of sy deursnee area nie. Die magnetiese veld van die solenoïde is gelyk aan B=μ0

Die magneetveld van die solenoïde hang af van die stroom wat deur die draad gewikkel word per eenheidlengte van die solenoïde. Hoe groter die digtheid van die magnetiese vloed hoe sterker is die magnetiese veld vervaardig deur die solenoïde.

Hoe vind jy die N van 'n solenoïde?

'N' is 'n getaldigtheid van die draaie van die draad wat die lengte van die solenoïde wond.

As 'n' die totale aantal draaie van 'n spoel om die solenoïde is en 'L' is die lengte van die solenoïde, dan kan N van die solenoïde bereken word deur die formule te gebruik

N=n/L

Voorbeeld: Die totale aantal windings van die spoel om die solenoïde van lengte 56cm is 1800, wat is dan die getaldigtheid van die spoel?

Gegee: n = 1800

L = 56cm

Then N=n/L

N=32.14turns/cm

Gevolglik is die getaldigtheid van die spoel om die solenoïde 32.14 draaie/cm van die solenoïde.

Hoe produseer 'n solenoïde 'n magnetiese veld?

Die magnetiese veld binne die solenoïde word geproduseer as gevolg van die draad wat om die solenoïde gewikkel is.

Soos die stroom deur die spoel beweeg, word die elektrone wat die draad vorm rats en die mobiliteit van die elektrone produseer die magnetiese veld. Die aantal draaie van die spoel om die solenoïde verhoog die magnetiese sterkte van die solenoïde.

Hoe om magnetiese veld in sirkellus te vind?

Die magnetiese veld buite die sirkellus is nul

Die magnetiese veld in 'n sirkellus kan uitgevind word met behulp van Biot-Savart se wet waarvolgens

"Die grootte van die veld is eweredig aan die lengte van die lus en stroom wat daardeur vloei en omgekeerd eweredig aan die kwadraat van die radius van die sirkellus."

Die lengte van die draad wat 'n sirkellus maak, is gelyk aan die omtrek van die lus.

L=2πr

Deur Biot-Savart se wet.

Where μ0/4π is a proportionality constant and equal to 10-7T.m/A and μ0=4 is 'n deurlaatbaarheid van 'n vrye ruimte.

Deur bogenoemde vergelyking te integreer, sal ons die magnetiese veld in die sirkellus vind.

Here θ=900

→sinθ=sin(900) = 1

L is die totale lengte van die draad wat 'n sirkellus maak, dus

Dit is die vergelyking om die magnetiese veld binne 'n sirkellus te vind.

Algemene vrae

Wat is die grootte van 'n magneetveld van 'n spoel wat om 'n solenoïde met 'n radius van 8 cm gewikkel is wat 88 draaie maak wat 'n stroom van 1A dra?

Gegee: N = 88

r=8cm=0.08m

I=1A

μ0=4π*10-7Tm/A

B=μ0NI/2r

=4π*10-7*88*1/2*0.08

= 6.9 * 10-4T

Die grootte van die magneetveld of a coil is 6.9*10-4T

Wat is die stroom wat deur 'n solenoïde met 'n lengte van 40 cm vloei met 'n totale aantal van 400 draaie wat 'n magnetiese veld van 5×10 produseer-4T?

Gegee: B=5×10-4T

N = 400

L=40cm=0.4m

Ons het

B=μ0NI/2L

I=BL/μ0N

= 5 * 10-4*0.4/4π*10-7* 400

[latex]I=0.4A[/latex]I=0.4A

Dus, die stroom deur die spoel is 0.4A.

AKSHITA MAPARI

Hallo, ek is Akshita Mapari. Ek het M.Sc. in Fisika. Ek het aan projekte gewerk soos Numeriese modellering van winde en golwe tydens sikloon, Fisika van speelgoed en gemeganiseerde opwindingsmasjiene in pretpark gebaseer op Klassieke Meganika. Ek het 'n kursus oor Arduino gevolg en het 'n paar mini-projekte op Arduino UNO bereik. Ek hou altyd daarvan om nuwe sones op die gebied van wetenskap te verken. Ek glo persoonlik dat leer meer entoesiasties is as dit met kreatiwiteit geleer word. Afgesien hiervan hou ek daarvan om te lees, te reis, op kitaar te tokkel, klippe en lae te identifiseer, fotografie en skaak te speel. Koppel my op LinkedIn - linkedin.com/in/akshita-mapari-b38a68122

Onlangse plasings