Solenoizi sunt surse de câmp magnetic format din fire bobinate dirijori, distanțate uniform, concentrice și în formă de cilindru cu rază constantă. Când este traversat de un curent electric, încep să lucreze ca electromagneti, producând un campmagneticconstant interior.
Intensitatea câmpului magnetic produs în solenoizi este direct proporțională cu curentul electric care trece prin ele, precum și cu numărul de rotații care le formează.
Vezi și: Câmp magnetic - proprietăți, formule, exerciții
Câmp magnetic în solenoid
când un çactualelectric traversează un conductor, apare apariția unui camp magnetic. În solenoizi, de exemplu, este posibil să se producă un câmp magnetic concentrat în interiorul unei înfășurări de fire. Conform lungimedesolenoid, câmpul magnetic devine mai mult uniformă, asa ca linii de inducție din acest domeniu stai paralel și in aceeasi masuraeșalonate interior. La marginile solenoidului, la rândul său, câmpul magnetic nu este uniform, datorită apariției
efecte de margine, care distorsionează direcția și direcția câmpului magnetic.
Polaritatea câmpului magnetic produs în solenoizi poate fi descoperită folosindregulă de șurub. Pentru a-l folosi, închidem degetele mâinii drepte în direcția în care curentul circulă de-a lungul solenoidului (în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers acelor de ceasornic), astfel încât degetul mare să indice direcția Nordmagnetic. Uită-te la figura de mai jos, deoarece facilitează înțelegerea modului în care funcționează regula șurubului.
Reparați curentul electric care circulă în planul ecranului, în sens invers acelor de ceasornic. În acest caz, prin închiderea degetelor mâinii drepte în această direcție, degetul mare arată „de pe ecran”, deci aceasta este direcția vectorului câmpului magnetic, care indică întotdeauna spre nordul magnetic.
Formula câmpului magnetic în solenoid
Formula utilizată pentru a calcula intensitatea unui câmp magnetic B care este generat de o Solenoid N-turn, traversat de un curent electric i, de lungime L, este după cum urmează:
μ - permeabilitatea magnetică a mediului (N / A²)
N - numărul de înfășurări (viraje)
L - lungimea solenoidului (m)
i - curent electric (A)
În formula de mai sus, elementul N / L reprezintă numărul de ture pe unitate de lungime a solenoidului. În plus, în vid, modulul permeabilitatemagnetic egal cu μ0 = 4π.10-7 LA-2.
Uitede asemenea: Ce este magnetismul?
Exerciții rezolvate pe câmpul magnetic al solenoidului
Întrebarea 1 - (Udesc) Luați în considerare un solenoid lung ideal compus din 10.000 de rotații pe metru, purtat de un curent continuu de 0,2 A. Modulul și liniile de câmp magnetic din interiorul solenoidului ideal sunt, respectiv:
a) nul, inexistent.
b) 8π.10-4 T, cercuri concentrice.
c) 4π.10-4 T, elice cilindrice.
d) 8π.10-3 T, radiale provenite de pe axa solenoidului.
e) 8π.10-4 T, linii drepte paralele cu axa solenoidului.
Rezoluţie:
Pentru a calcula puterea câmpului magnetic produs de acest solenoid, vom folosi formula care raportează numărul de înfășurări pe metru și puterea curentului electric.
Pe baza calculului făcut mai sus, găsim puterea câmpului magnetic produs în interiorul solenoidului. Astfel, alternativa corectă este litera D.
Întrebarea 2 - (Enem) O macara electromagnetică de gunoi este capabilă să ridice tone de resturi, în funcție de cantitatea de inducție din electromagnetul său. Electromagnetul este un dispozitiv care folosește curent electric pentru a genera un câmp magnetic, de obicei construit prin înfășurarea unui fir conductor în jurul unui miez de material feromagnetic (fier, oțel, nichel, cobalt).
Pentru a crește capacitatea de încărcare a macaralei, ce caracteristică a electromagnetului poate fi redusă?
a) Diametrul firului conductorului
b) Distanța dintre viraje
c) Densitatea liniară a virajelor
d) Curentul care curge prin fir
e) Permeabilitatea relativă a miezului
Rezoluţie:
Pentru a produce o forță mai mare, câmpul magnetic produs de solenoid trebuie să fie mai intens. Astfel, printre alternativele prezentate, singura modalitate de a face acest lucru este de a reduce distanța dintre viraje. Alternativa corectă este litera B.
De Rafael Hellerbrock
Profesor de fizică
Sursă: Școala din Brazilia - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm