Solenoidit ovat magneettikentän lähteitä, jotka muodostuvat käämien johdoista johtimet, tasaisesti sijoitettu, samankeskinen ja muotoinen kuin vakiosädeinen sylinteri. Kun se kulkee a sähkövirta, he alkavat toimia sähkömagneetteja, tuottaa a alamagneettinenvakio sisällä.
Solenoidien tuottaman magneettikentän voimakkuus on suoraan verrannollinen niiden läpi kulkevaan sähkövirtaan sekä niiden muodostavien kierrosten määrään.
Katso myös: Magneettikenttä - ominaisuudet, kaavat, harjoitukset
Magneettikenttä solenoidissa
kun çnykyinensähköinen ylittää johtimen, syntyy a magneettikenttä. Esimerkiksi solenoideissa on mahdollista tuottaa keskittynyt magneettikenttä lankojen käämityksen sisällä. Mukaan pituus/solenoidi, magneettikentästä tulee enemmän yhtenäinen, joten induktiolinjat tältä kentältä rinnakkain ja yhtäerilleen sisällä. Solenoidin reunoilla puolestaan magneettikenttä ei ole tasainen ulkonäön vuoksi reunatehosteet, jotka vääristävät magneettikentän suuntaa ja suuntaa.
Solenoidien tuottaman magneettikentän napaisuus voidaan havaita käyttämälläruuvisääntö. Käytä sitä sulkemalla oikean käden sormet suuntaan, jossa virta kulkee solenoidia pitkin (myötä- tai vastapäivään), niin että peukalo osoittaa pohjoinenmagneettinen. Katso alla olevaa kuvaa, koska se helpottaa ruuvisäännön toiminnan ymmärtämistä.
Korjaa näytön tasossa kiertävä sähkövirta vastapäivään. Tässä tapauksessa sulkemalla oikean käden sormet tähän suuntaan peukalo osoittaa "pois näytöltä", joten tämä on magneettikenttävektorin suunta, joka osoittaa aina magneettiseen pohjoiseen.
Magneettikentän kaava solenoidissa
Kaava, jota käytetään a: n intensiteetin laskemiseen magneettikenttä B jonka tuottaa a N-käännön solenoidi, ylittää a sähkövirta i, of pituus L, on seuraava:
μ - väliaineen magneettinen läpäisevyys (N / A²)
N - käämien lukumäärä (käännökset)
L - solenoidin pituus (m)
i - sähkövirta (A)
Älä lopeta nyt... Mainonnan jälkeen on enemmän;)
Yllä olevassa kaavassa elementti N / L edustaa käännösten määrä pituuden yksikköä kohti solenoidin. Lisäksi tyhjiössä moduuli läpäisevyysmagneettinen yhtä suuri kuin μ0 = 4π.10-7 AT-2.
Katsomyös: Mikä on magnetismi?
Ratkaistut harjoitukset magneettikentässä
Kysymys 1 - (Udesc) Tarkastellaan ihanteellista pitkää solenoidia, joka koostuu 10000 kierroksesta metriä kohti ja jota kuljettaa jatkuva virta 0,2 A. Moduulin ja magneettikentän linjat ihanteellisen solenoidin sisällä ovat vastaavasti:
a) tyhjä, olematon.
b) 8π.10-4 T, samankeskiset ympyrät.
c) 4π.10-4 T, sylinterimäiset potkurit.
d) 8π.10-3 T, solenoidin akselilta lähtevät säteet.
e) 8π.10-4 T, suorat linjat solenoidin akselin suuntaisesti.
Resoluutio:
Tämän solenoidin tuottaman magneettikentän voimakkuuden laskemiseksi käytämme kaavaa, joka kertoo käämien lukumäärän metriä kohden ja sähkövirran voimakkuuden.
Yllä tehdyn laskelman perusteella löydämme solenoidin sisällä tuotetun magneettikentän voimakkuuden. Siksi oikea vaihtoehto on kirjain D.
Kysymys 2 - (Enem) Sähkömagneettinen romunosturi pystyy nostamaan tonnia romua sen sähkömagneetissa olevan induktion määrän mukaan. Sähkömagneetti on laite, joka käyttää sähkövirtaa yleensä magneettikentän tuottamiseen rakennettu kiertämällä johtava johdin ferromagneettisen materiaalin (rauta, teräs, nikkeli, koboltti).
Mitä sähkömagneetin ominaisuuksia voidaan vähentää nosturin kuormitettavuuden lisäämiseksi?
a) Johtimen johtimen halkaisija
b) Kääntymien välinen etäisyys
c) Kierrosten lineaarinen tiheys
d) Johdon läpi virtaava virta
e) Ytimen suhteellinen läpäisevyys
Resoluutio:
Suuremman voiman tuottamiseksi solenoidin tuottaman magneettikentän on oltava voimakkaampi. Siten esitettyjen vaihtoehtojen joukossa ainoa tapa tehdä se on vähentää käännösten välistä etäisyyttä. Oikea vaihtoehto on kirjain B.
Kirjailija: Rafael Hellerbrock
Fysiikan opettaja
