|
Магнитное поле соленоида представляет собой результат сложения полей создаваемых круговыми токами, расположенными вплотную и имеющими общую ось. Сечение соленоида схематично показано на рисунке 2.
Распределение магнитной индукции по длине соленоида вдоль его оси О1О2 описывается выражением (1):
, (1)
где – сила тока, протекающего по соленоиду; – магнитная постоянная; – число витков на единице длины; и – углы между осью соленоида (по направлению вектора ) и прямыми от исследуемой точки А до концов соленоида (точки Е и С соответственно).
Для бесконечно длинного соленоида магнитная индукция вычисляется по формуле:
(2)
Индукция магнитного поля в любой точке на оси соленоида конечной длины всегда меньше индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида в раз, или с учетом (1) и (2):
,
откуда
. (3)
Зная геометрические параметры соленоида (длину и диаметр ), можно рассчитать и , а следовательно, и индукцию магнитного поля для любой точки оси соленоида. Для центра соленоида выражение для индукции имеет наиболее простой вид (в этом случае ).
|
|
Обозначив , а и подставив в (3) получим выражение для индукции магнитного поля в центре соленоида, :
,
из геометрических соображений:
,
тогда
или
. (4)