Solenoïden zijn bronnen van magnetisch veld gevormd door wikkeldraden geleiders, gelijkmatig verdeeld, concentrisch en gevormd als een cilinder met constante straal. Wanneer doorkruist door een elektrische stroom, ze beginnen te werken als elektromagneten, het produceren van een veld-magnetischconstante binnen.
De intensiteit van het magnetische veld dat in solenoïden wordt geproduceerd, is recht evenredig met de elektrische stroom die er doorheen loopt, evenals het aantal windingen dat ze vormt.
Zie ook: Magnetisch veld — eigenschappen, formules, oefeningen
Magnetisch veld in solenoïde
wanneer een çactueelelektrisch een geleider kruist, is er de opkomst van a magnetisch veld. In solenoïden is het bijvoorbeeld mogelijk om een geconcentreerd magnetisch veld op te wekken in een wikkeling van draden. Volgens lengtevansolenoïde, het magnetische veld wordt meer uniform, dus de inductielijnen van dit veld verblijf
parallel en evengespreid binnen. Aan de randen van de solenoïde is het magnetische veld op zijn beurt niet uniform, vanwege het verschijnen van randeffecten, die de richting en richting van het magnetische veld verstoren.
De polariteit van het magnetische veld dat in de elektromagneten wordt geproduceerd, kan worden ontdekt met behulp van deschroef regel. Om het te gebruiken, sluiten we de vingers van de rechterhand in de richting waarin de stroom langs de solenoïde loopt (met de klok mee of tegen de klok in), zodat de duim de richting van de noordenmagnetisch. Kijk naar de onderstaande afbeelding, omdat dit het gemakkelijker maakt om te begrijpen hoe de schroefregel werkt.
Repareer de elektrische stroom die in het vlak van het scherm circuleert, tegen de klok in. In dit geval, door de vingers van de rechterhand in deze richting te sluiten, wijst de duim "buiten het scherm", dus dit is de richting van de magnetische veldvector, die altijd naar het magnetische noorden wijst.
Formule van magnetisch veld in solenoïde
De formule die wordt gebruikt om de intensiteit van a. te berekenen magnetisch veld B die wordt gegenereerd door a N-draai solenoïde, doorkruist door een elektrische stroom ik, van lengte L, is als volgt:
μ – magnetische permeabiliteit van het medium (N/A²)
nee – aantal windingen (windingen)
L – lengte van de solenoïde (m)
i - elektrische stroom (A)
In de bovenstaande formule is het element N/L vertegenwoordigt de aantal windingen per lengte-eenheid van de solenoïde. Bovendien, in een vacuüm, de module van de doorlaatbaarheidmagnetisch gelijk aan0 = 4π.10-7 BIJ-2.
Kijkenook: Wat is magnetisme?
Opgeloste oefeningen op het magnetische veld van de solenoïde
Vraag 1 — (Udesc) Overweeg een ideale lange solenoïde bestaande uit 10.000 windingen per meter, gedragen door een continue stroom van 0,2 A. De module- en magnetische veldlijnen binnen de ideale solenoïde zijn respectievelijk:
a) nul, niet-bestaand.
b) 8π.10-4 T, concentrische cirkels.
c) 4π.10-4 T, cilindrische propellers.
d) 8π.10-3 T, radialen afkomstig van de as van de solenoïde.
e) 8π.10-4 T, rechte lijnen evenwijdig aan de as van de solenoïde.
Resolutie:
Om de sterkte van het magnetische veld te berekenen dat door deze solenoïde wordt geproduceerd, gebruiken we de formule die het aantal windingen per meter en de sterkte van de elektrische stroom relateert.
Op basis van de bovenstaande berekening vinden we de sterkte van het magnetische veld dat in de solenoïde wordt geproduceerd. Het juiste alternatief is dus de letter D.
Vraag 2 — (vijand) Een elektromagnetische autokerkhofkraan kan tonnen schroot optillen, afhankelijk van de hoeveelheid inductie in zijn elektromagneet. De elektromagneet is een apparaat dat elektrische stroom gebruikt om een magnetisch veld te genereren, meestal, geconstrueerd door een geleidende draad rond een kern van ferromagnetisch materiaal (ijzer, staal, nikkel, kobalt).
Welke elektromagneetkarakteristiek kan worden verminderd om het draagvermogen van de kraan te vergroten?
a) Diameter van de geleiderdraad:
b) Afstand tussen bochten
c) Lineaire dichtheid van windingen
d) Stroom die door de draad vloeit
e) Relatieve permeabiliteit van de kern
Resolutie:
Om een grotere kracht te produceren, moet het magnetische veld dat door de solenoïde wordt geproduceerd, intenser zijn. Dus, van de getoonde alternatieven, is de enige manier om dit te doen, de afstand tussen de bochten te verkleinen. Het juiste alternatief is de letter B.
Door Rafael Hellerbrock
Natuurkunde leraar
Bron: Brazilië School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm