Solenoider är källor till magnetfält bildade av lindningstrådar ledare, jämnt fördelade, koncentriska och formade som en cylinder med konstant radie. När du korsas av en elektrisk ström, de börjar arbeta som elektromagneter, producerar en fältmagnetiskkonstant inuti.
Intensiteten hos magnetfältet som produceras i solenoider är direkt proportionell mot den elektriska strömmen som går genom dem, liksom antalet varv som bildar dem.
Se också: Magnetfält - egenskaper, formler, övningar
Magnetfält i solenoid
när en çnuvarandeelektrisk korsar en ledare, uppstår en magnetiskt fält. I solenoider är det till exempel möjligt att producera ett koncentrerat magnetfält inuti en lindning av ledningar. Enligt längdavsolenoid, magnetfältet blir mer enhetlig, så induktionslinjer från den här vistelsen parallell och likaåtskilda inuti. Vid kanterna på solenoiden är magnetfältet i sin tur inte enhetligt på grund av utseendet på kanteffekter, som snedvrider magnetfältets riktning och riktning.
Polariteten hos magnetfältet som produceras i solenoiderna kan upptäckas med hjälp avskruvregel. För att använda den stänger vi fingrarna på höger hand i den riktning som strömmen går längs solenoiden (medurs eller moturs), så att tummen indikerar riktningen på norrmagnetisk. Titta på figuren nedan, eftersom det gör det lättare att förstå hur skruvregeln fungerar.
Reparera den elektriska strömmen som cirkulerar i skärmplanet moturs. I det här fallet, genom att stänga fingrarna på höger hand i denna riktning, pekar tummen ”från skärmen”, så detta är riktningen för magnetfältvektorn, som alltid pekar mot magnetisk norr.
Formel för magnetfält i solenoid
Formeln som används för att beräkna intensiteten för a magnetfält B som genereras av en N-sväng solenoid, korsad av en elektrisk ström jag, av längd L, enligt följande:
μ - mediets magnetiska permeabilitet (N / A²)
N - antal lindningar (varv)
L - längd på solenoid (m)
i - elektrisk ström (A)
I formeln ovan, elementet N / L. representerar antal varv per längdenhet av solenoiden. Dessutom, i vakuum, modulen i permeabilitetmagnetisk lika med μ0 = 4π.10-7 PÅ-2.
Seockså: Vad är magnetism?
Lösta övningar på magnetens magnetfält
Fråga 1 - (Udesc) Tänk på en idealisk lång solenoid bestående av 10 000 varv per meter, som bärs av en kontinuerlig ström på 0,2 A. Modul- och magnetfältlinjerna i den ideala solenoiden är respektive:
a) null, obefintlig.
b) 8π.10-4 T, koncentriska cirklar.
c) 4π.10-4 T, cylindriska propellrar.
d) 8π.10-3 T, radialer från solenoidens axel.
e) 8π.10-4 T, raka linjer parallellt med magnetens axel.
Upplösning:
För att beräkna styrkan hos magnetfältet som produceras av denna magnetventil använder vi formeln som relaterar antalet lindningar per meter och styrkan hos den elektriska strömmen.
Baserat på beräkningen som gjorts ovan hittar vi styrkan hos magnetfältet som produceras inuti solenoiden. Således är det rätta alternativet bokstaven D.
Fråga 2 - (Enem) En elektromagnetisk skräpkran kan lyfta massor av skrot, beroende på mängden induktion i elektromagneten. Elektromagneten är en enhet som vanligtvis använder elektrisk ström för att generera ett magnetfält konstruerad genom lindning av en ledande tråd runt en kärna av ferromagnetiskt material (järn, stål, nickel, kobolt).
Vilken elektromagnetkaraktäristik kan minskas för att öka kranens lastkapacitet?
a) Ledarens diameter
b) Avstånd mellan varv
c) Linjär täthet av varv
d) Ström som strömmar genom ledningen
e) Kärnans relativa permeabilitet
Upplösning:
För att producera en större kraft måste magnetfältet som produceras av solenoiden vara mer intensivt. Bland de alternativ som visas är det enda sättet att göra det att minska avståndet mellan svängarna. Det rätta alternativet är bokstaven B.
Av Rafael Hellerbrock
Fysiklärare
Källa: Brazil School - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm