Соленоїди є джерелами магнітного поля, утвореного дротами, що намотуються провідники, рівномірно розташовані, концентричні та за формою нагадують циліндр постійного радіуса. Коли об'їжджає a електричний струм, вони починають працювати як електромагніти, виробляючи a полемагнітнийпостійний всередині.
Інтенсивність магнітного поля, що утворюється в соленоїдах, прямо пропорційна електричному струму, який проходить через них, а також кількості витків, що їх утворюють.
Дивіться також: Магнітне поле - властивості, формули, вправи
Магнітне поле в соленоїді
коли а çструмелектричний перетинає провідник, виникає a магнітне поле. Наприклад, у соленоїдах можна створити зосереджене магнітне поле всередині обмотки проводів. Відповідно до довжиназсоленоїд, магнітне поле стає більше форма, так що індукційні лінії з цього поля залишаються паралельний і однаковорознесено всередині. На краях соленоїда, в свою чергу, магнітне поле неоднорідне через появу
крайові ефекти, які спотворюють напрямок і напрямок магнітного поля.
Полярність магнітного поля, яке створюється в соленоїдах, можна виявити за допомогоюгвинтове правило. Для його використання ми закриваємо пальці правої руки у напрямку, в якому струм проходить вздовж соленоїда (за годинниковою стрілкою або проти годинникової стрілки), так, щоб великий палець вказував північмагнітний. Подивіться на малюнок нижче, оскільки це полегшує розуміння того, як працює правило гвинта.
Відремонтуйте електричний струм, що циркулює в площині екрану, проти годинникової стрілки. У цьому випадку, закриваючи пальці правої руки в цьому напрямку, великий палець вказує «поза екраном», отже, це напрямок вектора магнітного поля, який завжди вказує на магнітний північ.
Формула магнітного поля в соленоїді
Формула, що використовується для обчислення інтенсивності a магнітне поле B який генерується a Поворотний соленоїд, перекреслений a електричний струм я, оф довжина L, є таким:
μ - магнітна проникність середовища (N / A²)
N - кількість обмоток (обертів)
L - довжина соленоїда (м)
i - електричний струм (А)
У наведеній вище формулі елемент Не застосовується представляє кількість витків на одиницю довжини соленоїда. Крім того, у вакуумі модуль проникністьмагнітний дорівнює μ0 = 4π.10-7 AT-2.
Дивисьтакож: Що таке магнетизм?
Розв’язані вправи на магнітне поле соленоїда
Питання 1 - (Udesc) Розглянемо ідеальний довгий соленоїд, що складається з 10 000 витків на метр, що передається безперервним струмом 0,2 А. Модуль і лінії магнітного поля всередині ідеального соленоїда є, відповідно:
а) нульовий, неіснуючий.
б) 8π.10-4 Т, концентричні кола.
в) 4π.10-4 Т, циліндричні гвинти.
г) 8π.10-3 Т, радіали, що беруть початок від осі соленоїда.
д) 8π.10-4 Т, прямі лінії, паралельні осі соленоїда.
Дозвіл:
Для розрахунку сили магнітного поля, що створюється цим соленоїдом, ми будемо використовувати формулу, яка пов'язує кількість обмоток на метр і силу електричного струму.
На підставі проведеного вище розрахунку ми знаходимо силу магнітного поля, що створюється всередині соленоїда. Таким чином, правильною альтернативою є літера D.
Питання 2 - (Enem) Електромагнітний сміттєвий кран здатний піднімати тонни брухту залежно від величини індукції в його електромагніті. Електромагніт - це пристрій, який використовує електричний струм для генерації магнітного поля, як правило побудований намотуванням провідного дроту навколо сердечника з феромагнітного матеріалу (заліза, сталі, нікелю, кобальт).
Для збільшення вантажопідйомності крана яку характеристику електромагніту можна зменшити?
а) Діаметр дроту провідника
б) Відстань між поворотами
в) Лінійна щільність поворотів
г) Струм, що протікає по дроту
д) Відносна проникність серцевини
Дозвіл:
Щоб створити більшу силу, магнітне поле, яке виробляє соленоїд, має бути більш інтенсивним. Таким чином, серед показаних альтернатив єдиним способом це є зменшення відстані між поворотами. Правильною альтернативою є буква В.
Автор: Рафаель Хеллерброк
Вчитель фізики
Джерело: Бразильська школа - https://brasilescola.uol.com.br/fisica/campo-magnetico-no-solenoide.htm
