כיצד לחשב שדה מגנטי?

חוק הגרביטציה אומר לנו שיש מגנט גדול של כדור הארץ שמושך את כולנו לכוכב הלכת שלנו. זו הסיבה שאנחנו לא נופלים לחלל החיצון. אך הגילוי של אותו מגנט כדור הארץ לא רק הסביר מדוע התפוח נופל. זה גם פתח את ההבנה שלנו את עולם השדות המגנטיים. למעשה, העולם שלנו כמעט סובב סביב סוגים שונים של כוח מגנטי. לא פלא מדוע יש כיום חוטים מגנטיים לרדיו, סלילי מגנט לולאה באלקטרוניקה ואפילו טיפול במגנטים ברפואה.

עבור פשוטי העם, רק יישומי השדה המגנטי והחיישן המגנטי חשובים. אך לצורך הידיעה, האם הסתקרנת גם לגבי אופן חישוב השדה המגנטי? באמצעות חיישן מגנטי אנו יכולים לקבוע את נוכחותם ולמדוד מהירות וחוזק של שדה מגנטי. אנחנו תמיד יכולים לתת לחיישנים לעשות את עבודתם. אך חישוב הכוח בשדה מגנטי אפשרי באמצעות הנוסחה המתוכננת.

למעשה, נוסחאות שונות לחישוב שדה מגנטי משמשות בתנאים שונים:

1. שדה מגנטי מיוצר בגלל זרם נימה אינסופי וישר.

B = µo i / 2π r

בנוסחה זו ה- B מייצג את השדה המגנטי, r מייצג את הרדיוס במטרים, i מייצג את הזרם הקיים בחוט, נמדד באמפר, ו- µo הוא ערך חדירות קבוע השווה ל- 1,26x10-6 H / m.

2. שדה מגנטי מיוצר בתוך קו ישר שהוא אינסופי ובעל סולנואיד של ליבת אוויר.

B = µo in

ובכל זאת, B מייצג את השדה המגנטי המיוצר בתוך הסולנואיד. ה- µo הוא עדיין הערך הקבוע 1,26x10-6 H / m, i מיועד לזרם הקיים בחוט, נמדד באמפר, ו- n הוא כמה סיבובים שהחוט יכול לעשות בכל אורך יחיד של סולנואיד. זה נמדד ב 1 / מטר.

בנוסחה מיוחדת זו, כיוון השדה צריך להיות מקביל לציר הסולנואיד, ולא צריך להיות שדה מגנטי מחוץ לסולנואיד.

3. שדה מגנטי המיוצר בתוך ליבת אוויר, המורכב מסליל טורואיד.

B = µo iN / 2π r

ה- B עדיין מייצג את השדה המגנטי ואילו ה- r מייצג את הרדיוס שנמדד במטרים. הערך הקבוע שהוזכר הוא עדיין מה שמייצג ה- µo. הזרם הנוכחי בחוטים, נמדד באמפר, הוא ה- i ו- N הוא מספר הסיבובים שחוט הטורואיד יכול לבצע.

4. כוח שדה מגנטי שנוצר באמצעות הזרם מלולאה מעגלית אחת.

B = 0,5 µo ib2 (b2 + z2) -3 / 2

סמלים דומים שנדונו לעיל עדיין עובדים זהים בנוסחה זו, רק שה- b מייצג את רדיוס הלולאה המעגלית ואילו z מייצג את המרחק ממישור הלולאה לנקודת הלולאה.

אם אינך עוסק במתמטיקה, ודאי תדלג על דף זה ולא תעז להבין את משמעותם של סמלים אלה. בין אם אתם מכירים את הנוסחאות הללו ובין אם לא, החישובים המשתמשים בהן עדיין חשובים לנו כבני אדם.

אינך נדרש לשנן זאת - השאר רק את הנוסחה למומחה. לפחות כעת, יש לך הבנה קלה כיצד מחשבים את הכוח בשדה מגנטי באמצעות נוסחאות אלה. וזה פשוט מרגיש טוב לדעת משהו חריג.