Magnetspulen sind Quellen von Magnetfeldern, die durch Wickeldrähte gebildet werden Dirigenten, gleichmäßig beabstandet, konzentrisch und in Form eines Zylinders mit konstantem Radius. Beim Durchqueren von a elektrischer Strom, sie fangen an zu arbeiten als Elektromagnete, produzieren a FeldmagnetischKonstante Innerhalb.
Die Stärke des Magnetfelds, das in Magnetspulen erzeugt wird, ist direkt proportional zum elektrischen Strom, der durch sie fließt, sowie zur Anzahl der Windungen, die sie bilden.
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Magnetfeld im Solenoid
Wenn ein çStromelektrisch einen Leiter kreuzt, entsteht a Magnetfeld. Bei Magnetspulen ist es beispielsweise möglich, innerhalb einer Drahtwicklung ein konzentriertes Magnetfeld zu erzeugen. Gemäß LängevonMagnetspule, das Magnetfeld wird mehr Uniform, also die Induktionsleitungen aus diesem Bereich bleiben parallel und gleichermaßen
distanziert Innerhalb. An den Rändern des Solenoids wiederum ist das Magnetfeld aufgrund des Auftretens von Randeffekte, die die Richtung und Richtung des Magnetfelds verzerren.
Die Polarität des in den Magnetspulen erzeugten Magnetfelds lässt sich mit demSchraubenregel. Um es zu benutzen, schließen wir die Finger der rechten Hand in die Richtung, in der der Strom entlang des Magneten fließt (im oder gegen den Uhrzeigersinn), sodass der Daumen die Richtung des Nordenmagnetisch. Schauen Sie sich die folgende Abbildung an, da sie die Funktionsweise der Schraubenregel leichter verständlich macht.
Reparieren Sie den elektrischen Strom, der in der Ebene des Bildschirms zirkuliert, gegen den Uhrzeigersinn. In diesem Fall zeigt durch Schließen der Finger der rechten Hand in diese Richtung der Daumen „vom Bildschirm“, also die Richtung des Magnetfeldvektors, der immer nach magnetisch Nord zeigt.
Formel des Magnetfelds im Solenoid
Die Formel zur Berechnung der Intensität von a Magnetfeld B die erzeugt wird durch a N-Turn-Magnetventil, gekreuzt von a elektrischer Strom ich, von Länge L, ist wie folgt:
μ – magnetische Permeabilität des Mediums (N/A²)
Nein – Anzahl der Windungen (Windungen)
L – Magnetlänge (m)
i - elektrischer Strom (A)
In der obigen Formel ist das Element N/L repräsentiert die Anzahl Umdrehungen pro Längeneinheit des Solenoids. Darüber hinaus ist im Vakuum das Modul des Permeabilitätmagnetisch gleich μ0 = 4π.10-7 BEIM-2.
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Gelöste Übungen zum Magnetfeld des Magneten
Frage 1 — (Udesc) Betrachten Sie eine ideale lange Magnetspule mit 10.000 Umdrehungen pro Meter, die von einem Dauerstrom von 0,2 A getragen wird. Die Modul- und Magnetfeldlinien innerhalb des idealen Magneten sind jeweils:
a) null, nicht vorhanden.
b) 8π.10-4 T, konzentrische Kreise.
c) 4π.10-4 T, zylindrische Propeller.
d) 8π.10-3 T, Radiale ausgehend von der Achse des Solenoids.
e) 8π.10-4 T, gerade Linien parallel zur Achse des Elektromagneten.
Auflösung:
Um die Stärke des von diesem Solenoid erzeugten Magnetfelds zu berechnen, verwenden wir die Formel, die die Anzahl der Windungen pro Meter und die Stärke des elektrischen Stroms in Beziehung setzt.
Basierend auf der obigen Berechnung finden wir die Stärke des Magnetfelds, das innerhalb des Solenoids erzeugt wird. Die richtige Alternative ist also die Buchstabe D.
Frage 2 — (Gegner) Ein elektromagnetischer Schrottplatzkran ist in der Lage, Tonnen von Schrott zu heben, abhängig von der Induktionsmenge seines Elektromagneten. Der Elektromagnet ist ein Gerät, das elektrischen Strom verwendet, um ein Magnetfeld zu erzeugen, normalerweise hergestellt durch Wickeln eines leitenden Drahtes um einen Kern aus ferromagnetischem Material (Eisen, Stahl, Nickel, Kobalt).
Um die Tragfähigkeit des Krans zu erhöhen, welche Elektromagnet-Charakteristik kann reduziert werden?
a) Leiterdrahtdurchmesser
b) Abstand zwischen den Windungen
c) Titer der Windungen
d) Strom fließt durch den Draht
e) Relative Permeabilität des Kerns
Auflösung:
Um eine größere Kraft zu erzeugen, muss das vom Elektromagneten erzeugte Magnetfeld stärker sein. Daher besteht unter den gezeigten Alternativen die einzige Möglichkeit darin, den Abstand zwischen den Windungen zu verringern. Die richtige Alternative ist der Buchstabe B.
Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer
Quelle: Brasilien Schule - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
