[/ caption] Магнитное поле - замечательная вещь. Как фундаментальная сила Вселенной, они представляют собой нечто, без чего не могли бы существовать планетарные орбиты, движущиеся электрические заряды или даже элементарные частицы. Поэтому научным исследованиям присуще то, что мы можем сами генерировать магнитные поля с целью изучения электромагнетизма и его фундаментальных характеристик. Один из способов сделать это - использовать устройство, известное как катушка Гельмгольца, инструмент, названный в честь немецкого физика Германа фон Гельмгольца (1821-1894), ученого и философа, внесшего фундаментальный вклад в области физиологии, оптики и т. Д. математика и метеорология в дополнение к электродинамике.
Катушка Гельмгольца - это устройство для создания области почти однородного магнитного поля. Он состоит из двух одинаковых круглых магнитных катушек, которые расположены симметрично, по одной с каждой стороны экспериментальной зоны вдоль общей оси, и разделены расстоянием (h), равным радиусу (R) катушки. Каждая катушка несет одинаковый электрический ток, протекающий в одном и том же направлении. Существует ряд вариаций, включая использование прямоугольных катушек и количество катушек, кроме двух. Тем не менее, пара Гельмгольца с двумя катушками является стандартной моделью с катушками круглой формы и плоскими по бокам. В таком устройстве электрический ток пропускается через катушку с целью создания очень однородного магнитного поля.
Катушки Гельмгольца используются для самых разных целей. В одном случае они использовались в эксперименте с аргоновой трубкой для измерения отношения заряда к массе (e: m) электронов. Кроме того, их часто используют для измерения силы и полей постоянных магнитов. Для этого пара катушек подключена к измерителю потока, устройству, которое содержит измерительные катушки и электронику, которая оценивает изменение напряжения в измерительных катушках для расчета общего магнитного потока. В некоторых приложениях катушка Гельмгольца используется для нейтрализует магнитное поле Земли, создавая область с напряженностью магнитного поля, намного близкой к нулю. Это можно использовать, чтобы увидеть, как действуют электрические заряды и магнитные поля, когда на них не действует гравитационное притяжение Земли или других небесных тел.
У девушки Гельмгольца плотность магнитного потока создаваемого поля (обозначенного буквой B) может быть математически выражена уравнением:
Где R - радиус катушек, n - количество витков в каждой катушке, I - ток, протекающий через катушки, а? 0 - проницаемость свободного пространства (1,26 x 10-6 Тл • м / А).
Мы написали много статей о катушке Гельмгольца для Universe Today. Вот статья о магнитном поле с правилом правой руки, а вот статья о магнитное поле .
Если вам нужна дополнительная информация о катушке Гельмгольца, ознакомьтесь со статьей Гиперфизика . Кроме того, вот еще одна статья о Катушка Гельмгольца .
Мы также записали целый эпизод Astronomy Cast, посвященный магнетизму. Послушай, Эпизод 42: Магнетизм повсюду .
Источники:
http://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_coil
http://www.oersted.com/helmholtz_coils_1.shtml
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/mintage/helmholtz.html
http://physicsx.pr.erau.edu/HelmholtzCoils/index.html
http://www.youtube.com/watch?v=nu5kwkmj870
http://www.circuitcellar.com/library/print/0606/Wotiz191/5.htm
