Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе

Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе, имеющий немагнитный или ферро­магнитный сердечник. При пропускании тока по обмотке внутри соленоида образуется магнитное поле. Соленоид называют катуш­кой индуктивности. Индуктивность L, измеряемая в СИ в Гн (Генри), является коэффициентом прямо пропорциональ­ной зависимости между идущим по обмотке током I и полным магнитным потоком Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru , который называют также потокосцеплением (магнитных силовых линий с витками катушки). Полный магнитный поток, пронизывающий площади всех витков катуш­ки:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru .

Индуктивность соленоида L зависит от формы и размеров каркаса, числа витков N в обмотке и способа распределения витков на каркасе, а также от наличия ферромагнитного сердечника.

В идеализированных слу­чаях индуктивность можно рассчитать теоретически. В замкну­том (рис.1) или бесконечно длинном соленоиде практически вся магнитная энергия сконцентрирована внутри катушки.

Индукция B магнит­ного поля в идеальном соленоиде, рассчитывается из закона пол­ного тока по формуле:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru ,

где I - сила тока в обмотке; N — число витков в обмотке, l — длина соленоида по его осевой линии; Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru Г/м - магнитная постоянная; Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru - относи­тельная магнитная проницаемость сердечника, безразмерная ве­личина.

Для немагнитного сердечника она равна единице, а для ферромагнитного - значительно больше единицы, зависит от величины силы тока и следовательно, от напряженности магнит­ного поля Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru . Величину потокосцепления можно выразить как магнитный поток через один виток Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru умно­женный на число витков соленоида N: Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru , где S - площадь одного витка. Тогда получим выражение для индуктивности соленоида:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru , откуда Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru .

Индуктивность L зависит от квадрата числа витков и объема соленоида V = S×l. Единица индуктивности вводится в СИ с помощью соотношения Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru , откуда 1 Гн = 1 Вб/1 А.

Индуктивность входит в ряд формул электромагнетизма. Например, ЭДС самоиндукции:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru ;

индуктивное сопротивление соле­ноида переменному току:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru ;

формула Томсона для периода элек­тромагнитных колебаний в контуре:

Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru ;

энергия магнитного поля в соленоиде: Теория метода. Соленоид представляет собой катушку, состоящую из витков проводника равномерно распределенных на цилиндрическом каркасе - student2.ru .

Наши рекомендации