Solenoidid on magnetvälja allikad, mis moodustuvad traatide keerdumisel dirigendid, ühtlaselt paigutatud, kontsentriline ja kujuline nagu püsiva raadiusega silinder. Kui läbib a elektrivool, hakkavad nad töötama elektromagnetid, tootes a valdkonnasmagnetilinepidev sees.
Solenoidides tekkiva magnetvälja intensiivsus on otseselt proportsionaalne neid läbiva elektrivooluga, samuti neid moodustavate pöörete arvuga.
Vaadake ka: Magnetväli - omadused, valemid, harjutused
Magnetväli solenoidis
kui çpraeguneelektriline ristub dirigendiga, tekib a magnetväli. Näiteks solenoidides on juhtmete mähise sees võimalik tekitada kontsentreeritud magnetväli. Vastavalt pikkuskohtasolenoid, magnetväli muutub rohkem ühtlane, seega induktsioonijooned sellelt väljalt jääma paralleelselt ja võrdselteraldatud sees. Solenoidi servades pole magnetväli omakorda välimuse tõttu ühtlane servaefektid, mis moonutavad magnetvälja suunda ja suunda.
Solenoidides tekkiva magnetvälja polaarsust saab tuvastadakruvireegel. Selle kasutamiseks sulgeme parema käe sõrmed selles suunas, kus vool kulgeb mööda solenoidi (päripäeva või vastupäeva), nii et pöial näitab põhjasmagnetiline. Vaadake allolevat joonist, kuna see hõlbustab kruvireegli toimimise mõistmist.
Parandage ekraani tasapinnas ringlevat elektrivoolu vastupäeva. Sel juhul suunates parema käe sõrmed selles suunas, suunab pöial ekraanist välja, nii et see on magnetvälja vektori suund, mis osutab alati magnetilisele põhja.
Magnetvälja valem solenoidis
Valem, mida kasutatakse a intensiivsuse arvutamiseks magnetväli B mille genereerib a N-pöörde solenoid, läbib a elektrivool i, pikkus L, on järgmine:
μ - keskkonna magnetiline läbilaskvus (N / A²)
N - mähiste arv (pöörded)
L - solenoidi pikkus (m)
i - elektrivool (A)
Ülaltoodud valemis element N / L tähistab pöörete arv pikkuse ühiku kohta solenoidist. Lisaks vaakumis on läbilaskvusmagnetiline võrdne μ-ga0 = 4π.10-7 AT-2.
Vaataka: Mis on magnetism?
Lahendatud harjutused solenoidi magnetväljal
1. küsimus - (Udesc) Vaatleme ideaalset pikka solenoidi, mis koosneb 10 000 pöördest meetri kohta ja mida kannab pidev vool 0,2 A. Ideaalse solenoidi sees olevad moodul- ja magnetvälja read on vastavalt:
a) null, olematu.
b) 8π.10-4 T, kontsentrilised ringid.
c) 4π.10-4 T, silindrilised tiivikud.
d) 8π.10-3 T, radiaalid, mis pärinevad solenoidi teljest.
e) 8π.10-4 T, sirgjooned, mis on paralleelsed solenoidi teljega.
Resolutsioon:
Selle solenoidi tekitatud magnetvälja tugevuse arvutamiseks kasutame valemit, mis seob mähiste arvu meetri kohta ja elektrivoolu tugevust.
Eespool tehtud arvutuse põhjal leiame solenoidi sees tekkiva magnetvälja tugevuse. Seega on õige alternatiiv täht D.
2. küsimus - (vaenlane) Elektromagnetiline rämpskraana on võimeline tõstma tonni jääke, sõltuvalt selle elektromagnetis oleva induktsiooni hulgast. Elektromagnet on seade, mis tavaliselt kasutab magnetvälja tekitamiseks elektrivoolu mis on valmistatud juhtme keeramisega ümber ferromagnetilisest materjalist südamiku (raud, teras, nikkel, koobalt).
Millist elektromagneti omadust saab kraana kandevõime suurendamiseks vähendada?
a) Juhttraadi läbimõõt
b) Pöörete vaheline kaugus
c) Pöörete lineaarne tihedus
d) juhtme kaudu voolav vool
e) Südamiku suhteline läbilaskvus
Resolutsioon:
Suurema jõu tekitamiseks peab solenoidi tekitatav magnetväli olema intensiivsem. Seega on näidatud alternatiivide seas ainus viis seda teha pöörete vahelise kauguse vähendamine. Õige alternatiiv on B-täht.
Autor Rafael Hellerbrock
Füüsikaõpetaja
Allikas: Brasiilia kool - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm