Садржај
Соленоид је завојница жице која је знатно дужа од њеног пречника која ствара магнетно поље када кроз њу прође струја. У пракси се овај намотај омота око металног језгра, а јачина магнетног поља зависи од густине намота, струје која пролази кроз завојницу и магнетних својстава језгре.
Ово чини соленоид врсту електромагнета, чија је сврха генерисање контролисаног магнетног поља. Ово поље се може користити у различите сврхе у зависности од уређаја, од коришћења за генерисање магнетног поља као електромагнета, за спречавање промена струје као индуктора или за претварање енергије ускладиштене у магнетном пољу у кинетичку енергију као електрични мотор .
Магнетно поље изведбе Соленоида
Помоћу магнетног поља изведбе магнетног поља се може наћи помоћу Амперес Лав. Добијамо
Бл = μ0НИ
где Б је густина магнетног тока, л је дужина соленоида, μ0 је магнетна константа или магнетна пропустљивост у вакууму, Н је број обртаја у завојници и Ја је струја кроз завојницу.
Подељено на л, добијамо
Б = μ0(Н / л) И
где Н / л је густоћа окрета или број обртаја по јединици дужине. Ова једначина се односи на соленоиде без магнетних језгара или у слободном простору. Магнетна константа је 1.257 × 10-6 Х / м.
Тхе магнетна пропустљивост материјала је његова способност да подржава стварање магнетног поља. Неки материјали су бољи од других, па је пропусност степен магнетизације који материјал доживљава као одговор на магнетно поље. Релативна пропустљивост μр говори нам колико се то повећава у односу на слободни простор или вакуум.
μ = μр__μ0
где μ је магнетна пропустљивост и μр је релативност. Ово нам говори колико се магнетно поље повећава ако соленоид кроз њега пролази материјално језгро. Ако ставимо магнетни материјал, нпр. Гвоздену шипку, а соленоид је омотан око ње, гвожђа шипка ће концентрисати магнетно поље и повећати густину магнетног тока Б. За соленоид са материјалном језгром добијамо соленоидну формулу
Б = μ (Н / л) И
Израчунајте индуктивитет соленоида
Једна од главних сврха соленоида у електричним круговима је спречавање промена у електричним круговима. Док електрична струја тече кроз завојницу или соленоид, она ствара магнетно поље које временом расте у јачини. Ово променљиво магнетно поље индукује електромоторну силу преко завојнице која се супротставља струји струје. Ова појава је позната и као електромагнетна индукција.
Индуктивност, Л, је однос између индукованог напона в, и брзина промене струје Ја.
Л = −в (_д_И/ д_т) _-1
Решавање за в ово постаје
в = −Л (_д_И/ д_т) _
Извођење индуктивности соленоида
Фарадаис Лав говори нам о снази индукованог ЕМФ-а као одговора на променљиво магнетно поље
в = −нА (_д_Б / _д_т)
где је н број обртаја у завојници и А је површина попречног пресека завојнице. Разликујући соленоидну једначину у односу на време, добијамо
д_Б /д_т = μ (Н / л) (_ д_И / _д_т)
Замењујући ово Фарадаиевим законом, добијамо индуковани ЕМФ за дуги соленоид,
в = - (μН2А / л) (_ д_И / _д_т)
Замјена овог у в = −Л (_д_И/ д_т) _ добијамо
Л = μН2А / л
Видимо индуктивност Л зависи од геометрије завојнице - густине закрета и површине попречног пресека - и магнетне пропустљивости материјала завојнице.