Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Магнитное поле соленоида и тороида




 

Соленоид представляет собой провод, плотно навитый на цилиндрический каркас. Линии напряженности магнитного поля соленоида имеют вид, представленный на рис. 3.22 и 3.23.

Формулу (3.48) можно применить для вычисления магнитной индукции поля внутри бесконечного соленоида. В этом случае соленоид удобно рассматривать, как систему круговых витков с общей прямой осью. Силовые линии поля внутри соленоида параллельны его оси, а поле соленоида однородно. Для вычисления циркуляции возьмем прямоугольный контур a-b-c-d (рис. 3.22).

 

Рис. 3.22 Магнитное поле внутри соленоида

 

Рис. 3.23 Магнитное поле соленоида

 

Циркуляцию вектора В по этому контуру можно представить в виде

, (3.50)

 

причем

,

так как на этих участках . Поскольку, соленоид бесконечно длинный, силовые линии, которые проходят внутри него, начинаются в бесконечности и уходят в бесконечность. Поэтому магнитное поле снаружи соленоида отсутствует. Поэтому

 

.

 

Тогда циркуляция вектора по замкнутому контуру запишется в виде

, (3.51)

 

где В ‑ величина магнитной индукции поля в точках расположения отрезка a‑b, а l ‑ длина этого отрезка.

Суммарный ток, охватываемый контуром, I полн= nlI, где ‑ число витков на единицу длины соленоида, I ‑ сила тока в соленоиде. Тогда, согласно (3.51):

 

. (3.52)

 

откуда в окончательном виде получается

 

. (3.53)

 

Таким образом, поле бесконечного соленоида однородно, сосредоточено целиком внутри соленоида, а силовые линии вектора магнитной индукции параллельны оси соленоида.

Если мысленно разделить бесконечный соленоид некоторой плоскостью перпендикулярной оси соленоида, то магнитное поле в точках этой плоскости будет создаваться в одинаковой мере обеими половинками соленоида. Если теперь убрать половину соленоида, то у конца полубесконечного соленоида В будет равно:

 

. (3.54)

 

Практически, если длина соленоида значительно больше его диаметра, то формула (3.53) справедлива для средней части соленоида, а формула (3.54) для точек вблизи концов.

Таким образом, магнитное поле уменьшается к краю. Подобный краевой эффект отсутствует у соленоида, свитого в кольцо, так называемого тороида. Его главная особенность состоит в том, что все магнитное поле сосредоточено внутри тороида. Линии вектора магнитной индукции представляют собой замкнутые концентрические окружности (рис. 3.24). Выбирая одну из таких окружностей за контур обхода, и, применяя теорему о циркуляции, легко доказать, что при условии получается такая же формула, что и для бесконечно длинного соленоида

 

В этом случае поле однородно в каждом из сечений тороида. Но в разных сечениях направлено различно, и имеет смысл говорить об однородности поля в пределах всего тороида только условно, имея в виду только модуль вектора .

 

Рис. 3.24 Поле тороида

Используя теорему полного тока, можно получить индукцию магнитного поля на оси тороида, имеющего магнитный сердечник (рис. 3.24)

 

,

 

где – магнитная проницаемость сердечника; – число витков, намотанных на тороид; – радиус центральной линии тороида.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-11-02; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1254 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Лаской почти всегда добьешься больше, чем грубой силой. © Неизвестно
==> читать все изречения...

2392 - | 2261 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.