Câmpul magnetic al solenoidului. Formula, esența fenomenului

Câmpul magnetic al solenoidului este o suprapunere a câmpurilor individuale, care sunt create de fiecare rotație individual. Același curent curge prin toate spirele. Axele tuturor virajelor se află pe aceeași linie. Solenoidul este un inductor de formă cilindrică. Această bobină este înfășurată cu un fir conductor. În acest caz, turele sunt stivuite strâns unele pe altele și au o singură direcție. Se presupune că lungimea bobinei depășește semnificativ diametrul spirelor.

Să ne uităm la inducția magnetică creată de fiecare viraj. Se poate observa că inducția din interiorul fiecărei bobine este îndreptată în aceeași direcție. Dacă te uiți la centrul bobinei, atunci inducția de la marginile sale se va adăuga. În acest caz, inducția câmpului magnetic între două ture adiacente este direcționată opus. Deoarece este creat de același curent, este compensat.

Figura 1 - Câmpul creat de rotiri individuale ale solenoidului

Dacă spirele solenoidului sunt înfășurate suficient de strâns, atunci între toate turele câmpul contor va fi compensat, iar în interiorul spirelor câmpurile individuale vor fi adăugate într-un câmp comun. Liniile acestui câmp vor trece în interiorul solenoidului și îl vor acoperi în exterior.

Dacă examinați câmpul magnetic din interiorul solenoidului prin orice mijloace, de exemplu, folosind pilitura de fier, atunci puteți concluziona că este omogen. Liniile de câmp magnetic din această regiune sunt linii drepte paralele. Nu numai că sunt paralele cu ei înșiși, dar sunt și paralele cu axa solenoidului. Trecând dincolo de solenoid, acestea sunt îndoite și închise în afara bobinei.

Figura 2 - Câmpul creat de solenoid

Din figură se poate observa că câmpul creat de solenoid este similar cu câmpul care creează un magnet de bară permanentă. La un capăt, liniile de forță ies din solenoid și acest capăt este analog cu polul nord al unui magnet permanent. Și intră în celălalt, iar acest capăt corespunde polului sudic. Diferența este că câmpul este prezent și în interiorul solenoidului. Și dacă efectuați un experiment cu pilitură de fier, acestea vor fi atrase în spațiul dintre ture.

Dar dacă în interiorul solenoidului este introdus un miez de lemn sau un miez din orice alt material nemagnetic, atunci în timpul experimentului cu așchii de fier, imaginea câmpului magnetului permanent și a solenoidului va fi identică. Deoarece miezul de lemn nu va distorsiona liniile de forță, dar, în același timp, nu va permite rumegușului să pătrundă în interiorul bobinei.

Figura 3 - Imaginea câmpului unui magnet cu bară permanentă

Se pot folosi mai multe metode pentru a determina polii unui solenoid. De exemplu, cel mai simplu este să folosești un ac magnetic. Va fi atras de polul opus al magnetului. Dacă direcția curentului în bobină este cunoscută, polii pot fi determinați folosind regula șurubului drept. Dacă rotiți capul șurubului drept în direcția curentului, atunci mișcarea de translație va indica direcția câmpului în solenoid. Și știind că câmpul este îndreptat de la polul nord spre sud și puteți determina unde se află polul.

satul Poltava Adnotare: articolul prezintă derivarea formulelor pentru inducerea câmpului unui solenoid creat prin curent alternativ. Această formulă poate fi folosită pentru studiul aprofundat de către studenții temei „Câmp magnetic” și în rezolvarea problemelor. Cuvinte cheie: inducție, solenoid, flux magnetic, frecvență, inductanță, tensiune indusă, putere AC. Cu curent alternativ, solenoidul creează un câmp magnetic alternativ. În acest caz, după cum se știe, inductanța solenoidului este determinată de formula[ 1, p.101 ] : L = , unde (1) Unde Ueste tensiunea indusă în solenoid, n- frecvența AC, eu- Alimentare AC. Pe de altă parte, inductanța solenoidului este determinată de formula[2, p.253]: L = , (2) Unde F este fluxul magnetic al solenoidului. Echivalând expresiile (1) și (2), obținem: F = . (3) În acest caz, fluxul magnetic total al solenoidului este determinat și de o altă formulă[2, p.242]: F =LA × S× N , (4) Unde LA- inducția câmpului magnetic, Neste numărul de spire ale solenoidului, Seste aria secțiunii transversale a câmpului magnetic. Echivalând expresiile (3) și (4), obținem LA = . (5) Astfel, inducția câmpului solenoidului, creată prin curent alternativ, este direct proporțională cu tensiunea indusă în solenoid. După cum știți, inducția magnetică a câmpului creat de un curent continuu care curge prin spirele unui solenoid infinit lung în interiorul acestui solenoid pe axa sa este determinată de formula[2, p.232]: LA= (în vid), (6) Unde n= N.I.este numărul de spire în amperi ale solenoidului, llungimea solenoidului, µ o constantă magnetică. Unitatea de inducție magnetică (tesla) poate fi setată folosind formula (6): [ LA] = × = , (7) Pe de altă parte, unitatea de inducție magnetică (tesla) poate fi setată folosind formula (5): [ LA] = , (8) Înmulțind expresiile (7) și (8), obținem: [ LA] 2 = × = = , (9) Apoi, înlocuind unitățile de măsură din expresia (9) cu mărimi fizice, obținem o formulă pentru inducerea câmpului solenoid creat de curent alternativ: ÎN 2 = , de aici LA = , (10) Unde V- volumul solenoidului, R– Alimentare AC. Astfel, inducerea câmpului magnetic al solenoidului crește odată cu creșterea puterii de curent alternativ și scade odată cu creșterea volumului solenoidului. Problema 1. Inducția magnetică a câmpului din interiorul unui solenoid format din 2000 de spire de 2,8 cm diametru, conectat la o sursă de curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz, este de 0,72 mT. Care este tensiunea indusă în solenoid?
Dat: SI: Decizie:
N= 2000 de spire d= 2,8 cm LA= 0,72 mT n= 50 Hz = 2,8 × 10 -2 m =0,72 × 10 -3 T Inducerea câmpului solenoidului este determinată de formula: LA = , (1) Dat fiind S = , (2) și, folosind expresiile (1) și (2), găsim . (3)
U– ?
Înlocuind datele inițiale în expresia (3), obținem: = 0,278 V.
Răspuns: U= 0,278 V.
Sarcina 2. Tensiunea indusă în solenoid este de 0,2V. Inducția magnetică a câmpului din interiorul solenoidului, creată de un curent alternativ cu o frecvență de 50 Hz, este de 0,52 mT și diametrul câmpului magnetic este de 2,8 cm. Câte spire are solenoidul?
Dat: SI: Decizie:
U= 0,2 V d= 2,8 cm LA= 0,52 mT n= 50 Hz = 2,8 × 10 -2 m =0,52 × 10 -3 T Inducerea câmpului solenoidului este exprimată prin formula: LA = , (1) Dat fiind S = , (2) și, folosind expresiile (1) și (2), obținem . (3)
N– ?
Înlocuind datele inițiale în expresia (3), obținem: ture
Răspuns: N= 2000 de spire.
Problema 3. Inducerea câmpului magnetic în interiorul unui solenoid cu 400 de spire și un volum de 6,15× 10 -5 m 3 este egal cu 0,72 mT. Frecvența AC 50Hz. Care este puterea de curent alternativ?
Dat: SI: Decizie:
B= 0,72 mT n= 50 Hz µ o\u003d 1,256 × 10 -6 V = 6,15 × 10 -5m 3 N= 400 de spire =0,72 × 10 -3 T Inducerea câmpului solenoid este determinată de formula (10): LA= , prin urmare R= . Înlocuind datele inițiale, obținem:
P – ?
» 3,2 µW. Răspuns: R» 3,2 µW.
Literatură
1. Myakishev G.Ya., Buhovtsev B.B. Fizică. Manual pentru instituțiile de învățământ. Moscova: Educație, 2007. 336 p. 2. Mustafaev R.A., Krivtsov V.G. Fizică. M.: Şcoala superioară, 1989. 496 p.

solenoid numit conductor răsucit într-o spirală, prin care trece un curent electric (Figura 1, A).

Dacă tăiați mental rotațiile solenoidului, desemnați direcția curentului în ele, așa cum este indicat mai sus și determinați direcția liniilor de inducție magnetică conform „regula brațului”, atunci câmpul magnetic al întregului solenoidul va arăta astfel, așa cum se arată în Figura 1, b.

Figura 1. Solenoid ( A) și câmpul său magnetic ( b)

Figura 2. Modelul computerului cu solenoid

Pe axa unui solenoid infinit lung, pe fiecare unitate de lungime a căruia este înfășurată n 0 spire, puterea câmpului magnetic din interiorul solenoidului este dată de:

H = eu × n 0 .

În locul în care liniile magnetice intră în solenoid, se formează polul sud, de unde ies - polul nord.

Pentru a determina polii solenoidului, ei folosesc „regula brațului”, aplicând-o astfel: dacă plasați brațul de-a lungul axei solenoidului și îl rotiți în direcția curentului în spirele bobinei solenoidului , atunci mișcarea de translație a brațului va arăta direcția câmpului magnetic (Figura 3).

Video despre solenoid:

Electromagnet

Se numește un solenoid cu un miez de oțel (fier) ​​în interior electromagnet(imaginea 4 și 5). Câmpul magnetic al unui electromagnet este mai puternic decât cel al unui solenoid deoarece bucata de oțel încorporată în solenoid este magnetizată și câmpul magnetic rezultat este amplificat. Polii unui electromagnet pot fi determinați, precum și un solenoid, conform „regula gimletului”.


Figura 5. Bobina electromagnet

Electromagneții sunt folosiți pe scară largă în inginerie. Acestea servesc la crearea unui câmp magnetic în generatoare și motoare electrice, în instrumente electrice de măsură, aparate electrice și altele asemenea.

În instalațiile de mare putere, se folosesc întrerupătoare automate, ulei și aer în locul siguranțelor pentru a deconecta o secțiune deteriorată a circuitului. Pentru a acționa bobinele de declanșare ale întrerupătoarelor de circuit sunt utilizate diferite relee. Releele sunt dispozitive sau mașini care răspund la schimbările de curent, tensiune, putere, frecvență și alți parametri.

Dintr-un număr mare de relee, diferite ca scop, principiu de funcționare și proiectare, vom lua în considerare pe scurt dispozitivul releelor ​​electromagnetice. Figura 6 prezintă designul acestor relee. Funcționarea releului se bazează pe interacțiunea câmpului magnetic creat de bobina fixă, prin care trece curentul, și armătura mobilă din oțel a electromagnetului. Când condițiile de funcționare în circuitul de curent principal se schimbă, bobina releului este alimentată, fluxul magnetic al miezului trage în sus (întoarce sau retrage) armătura, care închide contactele circuitului care deconectează bobinele de antrenare ale circuitului de ulei și aer. întrerupătoare sau relee auxiliare.


Figura 6. Releu electromagnetic

Releele și-au găsit aplicație și în automatizare și telemecanică.

Fluxul magnetic al unui solenoid (electromagnet) crește odată cu creșterea numărului de spire și a curentului din acesta. Forța de magnetizare depinde de produsul curentului și numărul de spire (numărul de spire de amperi).

Dacă, de exemplu, luăm un solenoid, a cărui înfășurare trece un curent de 5 A și al cărui număr de spire este de 150, atunci numărul de spire de amperi va fi de 5 × 150 = 750. Același flux magnetic va fi obținut dacă luăm 1500 de spire și trecem prin ele un curent de 0,5 A, întrucât 0,5 × 1500 = 750 de spire de amperi.

Puteți crește fluxul magnetic al solenoidului în următoarele moduri: 1) introduceți un miez de oțel în solenoid, transformându-l într-un electromagnet; 2) crește secțiunea transversală a miezului de oțel al electromagnetului (deoarece cu un curent dat, intensitatea câmpului magnetic și, prin urmare, inducția magnetică, o creștere a secțiunii transversale duce la o creștere a fluxului magnetic); 3) reduceți spațiul de aer al miezului electromagnetului (deoarece odată cu scăderea traseului liniilor magnetice prin aer, rezistența magnetică scade).

Video despre electromagnet:

Câmp magnetic al curentului electric

Un câmp magnetic este creat nu numai de cele naturale sau artificiale, ci și de un conductor dacă trece un curent electric prin el. Prin urmare, există o legătură între fenomenele magnetice și cele electrice.

Nu este dificil să vă asigurați că în jurul conductorului prin care trece curentul se formează un câmp magnetic. Deasupra acului magnetic mobil, plasați un conductor drept paralel cu acesta și treceți un curent electric prin el. Săgeata va lua o poziție perpendiculară pe conductor.

Ce forțe ar putea face acul magnetic să se întoarcă? Evident, puterea câmpului magnetic care a apărut în jurul conductorului. Opriți curentul și acul magnetic va reveni la poziția sa normală. Acest lucru sugerează că, cu curentul oprit, câmpul magnetic al conductorului a dispărut și el.

Astfel, curentul electric care trece prin conductor creează un câmp magnetic. Pentru a afla în ce direcție se va abate acul magnetic, aplicați regula mâinii drepte. Dacă mâna dreaptă este plasată peste conductor cu palma în jos, astfel încât direcția curentului să coincidă cu direcția degetelor, atunci degetul mare îndoit va arăta direcția de abatere a polului nord al acului magnetic plasat sub conductor. . Folosind această regulă și cunoscând polaritatea săgeții, puteți determina și direcția curentului în conductor.

Câmp magnetic al unui conductor drept are forma unor cercuri concentrice. Dacă puneți mâna dreaptă peste conductor cu palma în jos, astfel încât curentul să pară să iasă din degete, atunci degetul mare îndoit va îndrepta către polul nord al acului magnetic.Un astfel de câmp se numește câmp magnetic circular.

Direcția liniilor de forță ale unui câmp circular depinde de conductor și este determinată de așa-numita Regula „Gimlet”.. Dacă brațul este înșurubat mental în direcția curentului, atunci sensul de rotație al mânerului său va coincide cu direcția liniilor de forță a câmpului magnetic. Aplicând această regulă, puteți afla direcția curentului în conductor, dacă cunoașteți direcția liniilor de câmp ale câmpului creat de acest curent.

Revenind la experimentul cu acul magnetic, ne putem asigura că acesta este întotdeauna situat cu capătul nordic în direcția liniilor câmpului magnetic.

Asa de, Un conductor drept care poartă un curent electric creează un câmp magnetic în jurul lui. Are forma unor cercuri concentrice și se numește câmp magnetic circular.

Murături e. Câmp magnetic solenoid

Un câmp magnetic ia naștere în jurul oricărui conductor, indiferent de forma acestuia, cu condiția ca un curent electric să treacă prin conductor.

În inginerie electrică, avem de-a face, constând dintr-un număr de ture. Pentru a studia câmpul magnetic al bobinei care ne interesează, luăm în considerare mai întâi ce formă are câmpul magnetic al unei spire.

Imaginați-vă o bobină de sârmă groasă care pătrunde într-o foaie de carton și este conectată la o sursă de curent. Când un curent electric trece printr-o bobină, în jurul fiecărei părți individuale a bobinei se formează un câmp magnetic circular. Conform regulii „gimlet”, este ușor de determinat că liniile de forță magnetice din interiorul bobinei au aceeași direcție (spre sau departe de noi, în funcție de direcția curentului din bobină) și ies dintr-o singură direcție. partea bobinei și intră pe cealaltă parte. O serie de astfel de bobine, având forma unei spirale, este așa-numita solenoid (bobina).

În jurul solenoidului, când trece un curent prin acesta, se formează un câmp magnetic. Se obține prin adăugarea câmpurilor magnetice ale fiecărei bobine și seamănă cu câmpul magnetic al unui magnet rectiliniu în formă. Liniile de forță ale câmpului magnetic al solenoidului, precum și într-un magnet rectiliniu, ies dintr-un capăt al solenoidului și revin la celălalt. În interiorul solenoidului, au aceeași direcție. Astfel, capetele solenoidului au polaritate. Sfârșitul din care ies liniile de forță este polul Nord solenoid, iar capătul în care intră liniile de forță este polul său sudic.

Polii de solenoid poate fi determinat de regula mana dreapta, dar pentru aceasta trebuie să cunoașteți direcția curentului în viraje. Dacă puneți mâna dreaptă pe solenoid cu palma în jos, astfel încât curentul să pară să iasă din degete, atunci degetul mare îndoit va îndrepta către polul nord al solenoidului.. Din această regulă rezultă că polaritatea solenoidului depinde de direcția curentului din acesta. Este ușor de verificat practic acest lucru prin aducerea unui ac magnetic la unul dintre polii solenoidului și apoi schimbând direcția curentului în solenoid. Săgeata se va întoarce instantaneu la 180°, adică va indica faptul că polii solenoidului s-au schimbat.

Solenoidul are proprietatea de a atrage în sine obiecte ușoare de fier. Dacă o bară de oțel este plasată în interiorul solenoidului, atunci după un timp, sub influența câmpului magnetic al solenoidului, bara va deveni magnetizată. Această metodă este utilizată în fabricație.

Electromagneți

Este o bobină (solenoid) cu un miez de fier plasat în interiorul ei. Formele și dimensiunile electromagneților sunt variate, dar dispunerea generală a tuturor acestora este aceeași.

Bobina unui electromagnet este un cadru, cel mai adesea din carton presat sau fibră, și are diferite forme în funcție de scopul electromagnetului. Un fir izolat de cupru este înfășurat pe cadru în mai multe straturi - înfășurarea unui electromagnet. Are un numar diferit de spire si este realizat din sarma de diferite diametre, in functie de scopul electromagnetului.

Pentru a proteja izolația înfășurării de deteriorări mecanice, înfășurarea este acoperită cu unul sau mai multe straturi de hârtie sau alt material izolator. Începutul și sfârșitul înfășurării sunt scoase și conectate la bornele de ieșire montate pe cadru sau la conductori flexibili cu urechi la capete.

Bobina electromagnetului este montată pe un miez din fier moale, recoapt sau aliaje de fier cu siliciu, nichel, etc. Un astfel de fier are cel mai puțin reziduu. Miezurile sunt cel mai adesea realizate din compozit din foi subțiri izolate unele de altele. Forma miezurilor poate fi diferită, în funcție de scopul electromagnetului.

Dacă un curent electric trece prin înfășurarea unui electromagnet, atunci în jurul înfășurării se formează un câmp magnetic, care magnetizează miezul. Deoarece miezul este fabricat din fier moale, acesta va fi magnetizat instantaneu. Dacă curentul este apoi oprit, proprietățile magnetice ale miezului vor dispărea și ele rapid și va înceta să mai fie un magnet. Polii unui electromagnet, ca un solenoid, sunt determinați de regula mâinii drepte. Dacă înfășurarea electromagnetului este schimbată, atunci polaritatea electromagnetului se va schimba în consecință.

Acțiunea unui electromagnet este similară cu cea a unui magnet permanent. Cu toate acestea, există o mare diferență între ele. Un magnet permanent are întotdeauna proprietăți magnetice, iar un electromagnet numai atunci când un curent electric trece prin înfășurarea sa.

În plus, forța de atracție a unui magnet permanent este neschimbată, deoarece fluxul magnetic al unui magnet permanent este neschimbat. Forța de atracție a unui electromagnet nu este o valoare constantă. Același electromagnet poate avea forțe atractive diferite. Forța de atracție a oricărui magnet depinde de mărimea fluxului său magnetic.

Forța de atracție și, prin urmare, fluxul său magnetic, depinde de mărimea curentului care trece prin înfășurarea acestui electromagnet. Cu cât este mai mare curentul, cu atât este mai mare forța de atracție a electromagnetului și, invers, cu cât este mai mic curentul în înfășurarea electromagnetului, cu atât mai puțină forță atrage corpurile magnetice spre sine.

Dar pentru electromagneții de design și dimensiuni diferite, forța de atracție a acestora depinde nu numai de mărimea curentului din înfășurare. Dacă, de exemplu, luăm doi electromagneți de același dispozitiv și dimensiuni, dar unul cu un număr mic de spire de înfășurare, iar celălalt cu un număr mult mai mare, atunci este ușor de observat că cu același curent forța de atracție a acesta din urmă va fi mult mai mare. Într-adevăr, cu cât numărul de spire ale înfășurării este mai mare, cu atât la un curent dat se creează un câmp magnetic în jurul acestei înfășurări, deoarece este compus din câmpurile magnetice ale fiecărei spire. Aceasta înseamnă că fluxul magnetic al electromagnetului și, prin urmare, forța de atracție a acestuia, va fi cu atât mai mare, cu atât este mai mare numărul de spire are înfășurarea.

Există un alt motiv care afectează mărimea fluxului magnetic al unui electromagnet. Aceasta este calitatea circuitului său magnetic. Un circuit magnetic este o cale pe care se închide un flux magnetic. Circuitul magnetic are un anumit rezistență magnetică. Rezistența magnetică depinde de permeabilitatea magnetică a mediului prin care trece fluxul magnetic. Cu cât permeabilitatea magnetică a acestui mediu este mai mare, cu atât rezistența sa magnetică este mai mică.

Din moment ce m permeabilitatea magnetică a corpurilor feromagnetice (fier, oțel) este de multe ori mai mare decât permeabilitatea magnetică a aerului, prin urmare este mai profitabil să se facă electromagneți astfel încât circuitul lor magnetic să nu conțină secțiuni de aer. Se numește produsul dintre curent și numărul de spire din înfășurarea unui electromagnet forta magnetomotoare. Forța magnetomotoare este măsurată prin numărul de spire în amperi.

De exemplu, înfășurarea unui electromagnet cu 1200 de spire transportă un curent de 50 mA. Forța motrice magnetică un astfel de electromagnet este egal cu 0,05 x 1200 = 60 amperi spire.

Acțiunea forței magnetomotoare este similară cu acțiunea forței electromotoare într-un circuit electric. La fel cum EMF provoacă un curent electric, forța magnetomotoare creează un flux magnetic într-un electromagnet. La fel ca într-un circuit electric, cu creșterea EMF, curentul în preț crește, tot așa și într-un circuit magnetic, cu creșterea forței magnetomotoare, crește fluxul magnetic.

Acțiune rezistență magnetică similar cu acţiunea rezistenţei electrice a circuitului. Pe măsură ce curentul scade odată cu creșterea rezistenței unui circuit electric, la fel și într-un circuit magnetic o creștere a rezistenței magnetice determină o scădere a fluxului magnetic.

Dependența fluxului magnetic al unui electromagnet de forța magnetomotoare și rezistența sa magnetică poate fi exprimată printr-o formulă similară cu formula legii lui Ohm: forța magnetomotoare \u003d (flux magnetic / rezistență magnetică)

Fluxul magnetic este egal cu forța magnetomotoare împărțită la rezistența magnetică.

Numărul de spire ale înfășurării și rezistența magnetică pentru fiecare electromagnet este o valoare constantă. Prin urmare, fluxul magnetic al unui electromagnet dat se modifică numai cu o modificare a curentului care trece prin înfășurare. Întrucât forța de atracție a unui electromagnet este determinată de fluxul său magnetic, pentru a crește (sau scădea) forța de atracție a unui electromagnet, este necesară creșterea (sau scăderea) curentului din înfășurarea acestuia în mod corespunzător.

electromagnet polarizat

Un electromagnet polarizat este o combinație între un magnet permanent și un electromagnet. Este aranjat astfel. Așa-numitele extensii de stâlp din fier moale sunt atașate de polii magnetului permanent. Fiecare extensie de pol servește ca miez al unui electromagnet; pe ea este montată o bobină cu o înfășurare. Ambele înfășurări sunt conectate în serie.

Deoarece extensiile de poli sunt atașate direct de polii unui magnet permanent, ele au proprietăți magnetice chiar și în absența curentului în înfășurări; în același timp, forța lor de atracție este neschimbată și este determinată de fluxul magnetic al unui magnet permanent.

Acțiunea unui electromagnet polarizat constă în faptul că atunci când curentul trece prin înfășurările sale, forța de atracție a polilor săi crește sau scade în funcție de mărimea și direcția curentului din înfășurări. Pe această proprietate a unui electromagnet polarizat, acțiunea celuilalt Dispozitive electrice.

Acțiunea unui câmp magnetic asupra unui conductor care poartă curent

Dacă un conductor este plasat într-un câmp magnetic astfel încât să fie situat perpendicular pe liniile de câmp și un curent electric este trecut prin acest conductor, atunci conductorul va începe să se miște și va fi împins în afara câmpului magnetic.

Ca urmare a interacțiunii câmpului magnetic cu curentul electric, conductorul se pune în mișcare, adică energia electrică este transformată în energie mecanică.

Forța cu care conductorul este împins în afara câmpului magnetic depinde de mărimea fluxului magnetic al magnetului, de puterea curentului în conductor și de lungimea acelei părți a conductorului pe care liniile de câmp o traversează. Direcția acestei forțe, adică direcția de mișcare a conductorului, depinde de direcția curentului în conductor și este determinată de regula mana stanga.

Dacă țineți palma mâinii stângi astfel încât liniile câmpului magnetic să intre în ea, iar cele patru degete întinse sunt îndreptate spre direcția curentului din conductor, atunci degetul mare îndoit va indica direcția de mișcare a conductorului.. Când aplicăm această regulă, trebuie să ne amintim că liniile de câmp ies din polul nord al magnetului.

Un solenoid este o bobină cilindrică din sârmă, ale cărei spire sunt înfășurate într-o direcție (Fig. 223). Câmpul magnetic al unui solenoid este rezultatul adunării câmpurilor create de mai mulți curenți circulari aflați unul lângă altul și având o axă comună.

Pe fig. 223 prezintă patru spire ale unui solenoid cu curent Pentru claritate, semispirele situate în spatele planului foii sunt prezentate cu linii întrerupte. Această figură arată că în interiorul solenoidului liniile de forță ale fiecărei spire individuale au aceeași direcție, în timp ce între spirele adiacente au direcții opuse.De aceea, cu o înfășurare suficient de densă a solenoidului, secțiunile direcționate opus ale liniilor de forță ale învecinate turele sunt reciproce

vor fi distruse, iar secțiunile la fel de direcționate se vor contopi într-o linie comună închisă de forță care trece în interiorul întregului solenoid și îl îmbrățișează din exterior.

Un studiu detaliat al câmpului magnetic al unui solenoid lung, efectuat cu pilitura de fier, arată că acest câmp are forma prezentată în Fig. 224. În interiorul solenoidului, câmpul se dovedește a fi practic omogen, în afara solenoidului - neomogen și relativ slab (densitatea liniilor de câmp aici este foarte mică).

Câmpul extern al solenoidului este similar cu câmpul unui magnet de bară (vezi Fig. 212). La fel ca un magnet, un solenoid are poli nord C și sud și o zonă neutră.

Intensitatea câmpului magnetic din interiorul unui solenoid lung este calculată prin formula

unde I este lungimea solenoidului, numărul de spire, puterea curentului din acesta. Produsul se numește numărul de amperi-tururi

Formula (18) este un caz particular al expresiei pentru intensitatea câmpului în interiorul unui solenoid de lungime finită, care, la rândul său, este derivată după cum urmează.

Pe fig. 225 prezintă o secțiune longitudinală a solenoidului cu un plan vertical care trece prin axa acestuia. Lungimea solenoidului I, raza spirelor sale, numărul de spire, curentul care curge prin solenoid,

Considerând solenoidul ca un set de spire strâns aplicate între ele (curenții circulari având o axă comună), definim puterea câmpului magnetic în punctul A de pe axa solenoidului ca suma intensităților din toate spirele sale. aceasta, selectați o mică secțiune din lungimea solenoidului.

Conține ture. Conform formulei (17), intensitatea câmpului de o tură Prin urmare, intensitatea câmpului din secțiune va fi egală cu

Din fig. 225 se poate observa că Apoi Substituind aceste expresii în

formula (19) și făcând reduceri, obținem

Integrând ultima expresie în intervalul de la până la, găsim puterea totală a câmpului în punctul A: