Solenoid

simbolul solenoidului

Un solenoid (de la σωλην (solen): tub, țeavă, canal) este o bobină de formă cilindrică formată dintr-o serie de bobine circulare foarte apropiate una de cealaltă și realizată cu un singur fir de conductor material.

Solenoidul este un instrument folosit adesea ca inductor pentru studiul și aplicațiile electromagnetismului .

Descriere

Operațiune

Câmp magnetic generat de un solenoid având șapte spire văzute în secțiune longitudinală

Reprezentarea unui solenoid

Aplicații solenoide

Prin trecerea intensității curentului electric $THE$ ${\ displaystyle I}$ $THE$ în fir, creează un câmp magnetic în interiorul și în exteriorul solenoidului direct proporțional cu numărul total de bobine, intensitatea curentului și invers proporțional cu lungimea solenoidului. În cazul unui solenoid de acest tip, plasat într-un mediu, modulul vectorului de inducție magnetică ${\vec {B}}_{int}$ ${\ displaystyle {\ vec {B}} _ {int}}$ ${\ vec B} _ {{int}}$ în interiorul solenoidului este:

B_{int}=\mu nI=\mu {\frac {NI}{\ell }}

{\ displaystyle B_ {int} = \ mu nI = \ mu {\ frac {NI} {\ ell}}}

B _ {{int}} = \ mu nI = \ mu {\ frac {NI} {\ ell}}

(în cazul unui solenoid nedefinit)

unde este $N=n\cdot \ell$ ${\ displaystyle N = n \ cdot \ ell}$ $N = n \ cdot \ ell$ este numărul total de bobine, μ permeabilitatea magnetică a mediului, $\ell$ ${\ displaystyle \ ell}$ $\ ell$ lungimea solenoidului și n este numărul de ture pe unitate de lungime. În afara solenoidului, la distanțe suficient de mari, câmpul de inducție magnetică dispare (într-un solenoid ideal, câmpul magnetic din afara acestuia este întotdeauna zero).

Dacă solenoidul este plasat în vid, permeabilitatea magnetică $\mu$ ${\ displaystyle \ mu}$ $\ mu$ a mediului trebuie înlocuit cu cel al vidului $\mu _{0}$ ${\ displaystyle \ mu _ {0}}$ $\ mu_0$ , Care este 4π · 10 ^-7 T · m / A.

Dacă solenoidul este foarte lung în raport cu diametrul bobinelor, câmpul magnetic care este creat în interior este paralel cu axa solenoidului. Direcția vectorului de inducție magnetică ${\vec {B}}$ ${\ displaystyle {\ vec {B}}}$ ${\ vec B}$ este cea a axei în timp ce direcția sa este aceea a unui șurub care se rotește în sensul acelor de ceasornic (șurubul din dreapta) în timp ce este înșurubat în direcția curentului I.

Fluxul magnetic într-un solenoid este calculat ca

\Phi ={\overrightarrow {B}}\cdot {\overrightarrow {n}}\cdot S\cdot N

{\ displaystyle \ Phi = {\ overrightarrow {B}} \ cdot {\ overrightarrow {n}} \ cdot S \ cdot N}

{\ displaystyle \ Phi = {\ overrightarrow {B}} \ cdot {\ overrightarrow {n}} \ cdot S \ cdot N}

unde n este normal la suprafață și S este secțiunea solenoidă.

Coeficientul de autoinducție

Valoarea fluxului magnetic definit ca NBS și B se obține prin înlocuire

\Phi =\mu \cdot {\frac {N^{2}\cdot S}{\ell }}\cdot I

{\ displaystyle \ Phi = \ mu \ cdot {\ frac {N ^ {2} \ cdot S} {\ ell}} \ cdot I}

\ Phi = \ mu \ cdot {\ frac {N ^ {2} \ cdot S} {\ ell}} \ cdot I

și, fiind coeficientul de autoinducție definit ca $L={\frac {\Phi }{I}}$ ${\ displaystyle L = {\ frac {\ Phi} {I}}}$ $L = {\ frac {\ Phi} {I}}$ rezultă că pentru solenoid se calculează după cum urmează: