Solenoīdi ir magnētiskā lauka avoti, ko veido tinumu vadi diriģenti, vienmērīgi izvietoti, koncentriski un formas kā nemainīga rādiusa cilindrs. Kad to šķērso a elektriskā strāva, viņi sāk strādāt kā elektromagnēti, kas ražo a laukāmagnētisksnemainīgs iekšā.
Solenoīdos radītā magnētiskā lauka intensitāte ir tieši proporcionāla elektriskajai strāvai, kas iet caur tiem, kā arī pagriezienu skaitam, kas tos veido.
Skatīt arī: Magnētiskais lauks - īpašības, formulas, vingrinājumi
Magnētiskais lauks solenoīdā
kad çpašreizējaiselektrisks šķērso vadītāju, rodas a magnētiskais lauks. Piemēram, solenoīdos vadu tinumā ir iespējams radīt koncentrētu magnētisko lauku. Pēc garumsgadasolenoīds, magnētiskais lauks kļūst vairāk formas tērps, tāpēc indukcijas līnijas no šī lauka palikt paralēli un vienādiizvietoti iekšā. Savukārt elektromagnēta malās magnētiskais lauks nav vienmērīgs, ņemot vērā malu efekti, kas sagroza magnētiskā lauka virzienu un virzienu.
Solenoīdos radītā magnētiskā lauka polaritāti var atklāt, izmantojotskrūves noteikums. Lai to izmantotu, mēs aizveram labās rokas pirkstus virzienā, kurā strāva iet pa solenoīdu (pulksteņrādītāja kustības virzienā vai pretēji pulksteņrādītāja virzienam), tā ka īkšķis norāda uz ziemeļiemmagnētisks. Apskatiet zemāk redzamo attēlu, jo tas ļauj vieglāk saprast, kā darbojas skrūves noteikums.
Izlabojiet elektrisko strāvu, kas cirkulē ekrāna plaknē pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Šajā gadījumā, aizverot labās rokas pirkstus šajā virzienā, īkšķis norāda “ārpus ekrāna”, tāpēc tas ir magnētiskā lauka vektora virziens, kas vienmēr norāda uz magnētisko ziemeļu pusi.
Magnētiskā lauka formula solenoīdā
Formula, ko izmanto, lai aprēķinātu a intensitāti magnētiskais lauks B kuru ģenerē a N pagrieziena solenoīds, kuru šķērso a elektriskā strāva i, no garums L, ir šāds:
μ - barotnes magnētiskā caurlaidība (N / A²)
N - tinumu (pagriezienu) skaits
L - solenoīda garums (m)
i - elektriskā strāva (A)
Iepriekš minētajā formulā elements N / L pārstāv pagriezienu skaits uz garuma vienību no solenoīda. Turklāt vakuumā modulis caurlaidībamagnētisks vienāds ar μ0 = 4π.10-7 AT-2.
Skatiesarī: Kas ir magnētisms?
Atrisināti vingrinājumi elektromagnēta magnētiskajā laukā
1. jautājums - (Udesc) Apsveriet ideālu gareno solenoīdu, kas sastāv no 10 000 apgriezieniem uz metru un kuru nodrošina nepārtraukta 0,2 A strāva. Moduļa un magnētiskā lauka līnijas ideālā solenoīda iekšienē ir attiecīgi:
a) nulles, neeksistē.
b) 8π.10-4 T, koncentriski apļi.
c) 4π.10-4 T, cilindriski propelleri.
d) 8π.10-3 T, radiālie elementi, kas rodas no solenoīda ass.
e) 8π.10-4 T, taisnas līnijas, kas paralēlas solenoīda asij.
Izšķirtspēja:
Lai aprēķinātu šī elektromagnēta radītā magnētiskā lauka stiprumu, mēs izmantosim formulu, kas attiecas uz tinumu skaitu uz metru un elektriskās strāvas stiprumu.
Pamatojoties uz iepriekš veikto aprēķinu, mēs atrodam magnētiskā lauka stiprumu, kas rodas solenoīda iekšpusē. Tādējādi pareizā alternatīva ir burts D.
2. jautājums - (Enem) Elektromagnētiskais junkyard celtnis spēj pacelt tonnas lūžņu atkarībā no tā elektromagnēta indukcijas daudzuma. Elektromagnēts ir ierīce, kas parasti izmanto elektrisko strāvu, lai radītu magnētisko lauku izgatavots, tinot vadošu vadu ap feromagnētiskā materiāla (dzelzs, tērauda, niķeļa, kobalts).
Kuru elektromagnēta raksturlielumu var samazināt, lai palielinātu celtņa kravnesību?
a) Vadu vadu diametrs
b) Attālums starp pagriezieniem
c) Lineārs pagriezienu blīvums
d) strāva, kas plūst caur vadu
e) kodola relatīvā caurlaidība
Izšķirtspēja:
Lai radītu lielāku spēku, magnētiskajam laukam, ko rada solenoīds, jābūt intensīvākam. Tādējādi starp parādītajām alternatīvām vienīgais veids, kā to izdarīt, ir samazināt attālumu starp pagriezieniem. Pareizā alternatīva ir B burts.
Autors Rafaels Hellerbroks
Fizikas skolotājs
Avots: Brazīlijas skola - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm