Isi
Solenoida adalah kumparan kawat yang jauh lebih panjang dari diameternya yang menghasilkan medan magnet ketika arus melewatinya. Dalam praktiknya, kumparan ini melilit inti logam dan kekuatan medan magnet tergantung pada kepadatan kumparan, arus yang melewati kumparan dan sifat magnetik inti.
Ini membuat solenoida jenis elektromagnet, yang tujuannya adalah untuk menghasilkan medan magnet yang terkontrol. Medan ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan tergantung pada perangkat, dari yang digunakan untuk menghasilkan medan magnet sebagai elektromagnet, hingga menghambat perubahan arus sebagai induktor, atau untuk mengubah energi yang tersimpan di medan magnet menjadi energi kinetik sebagai motor listrik .
Medan Magnet Turunan Solenoid
Medan magnet derivasi solenoida dapat ditemukan dengan menggunakan Hukum Ampere. Kita mendapatkan
Bl = μ0NI
dimana B adalah kepadatan fluks magnetik, l adalah panjang solenoid, μ0 adalah konstanta magnetik atau permeabilitas magnetik dalam ruang hampa, N adalah jumlah belitan dalam koil, dan saya adalah arus melalui koil.
Membagi sepanjang dengan l, kita mendapatkan
B = μ0(T / L) I
dimana Tidak ada adalah ternyata kepadatan atau jumlah belokan per satuan panjang. Persamaan ini berlaku untuk solenoida tanpa inti magnetik atau di ruang kosong. Konstanta magnetik adalah 1,257 × 10-6 H / m.
Itu permeabilitas magnetik dari suatu bahan adalah kemampuannya untuk mendukung pembentukan medan magnet. Beberapa material lebih baik daripada yang lain, sehingga permeabilitas adalah tingkat magnetisasi yang dialami material dalam merespon medan magnet. Permeabilitas relatif μr memberi tahu kita berapa banyak ini meningkat sehubungan dengan ruang kosong atau ruang hampa udara.
μ = μr__μ0
dimana μ adalah permeabilitas magnetik dan μr adalah relativitas. Ini memberitahu kita berapa banyak medan magnet meningkat jika solenoid memiliki inti material yang melewatinya. Jika kami menempatkan bahan magnetik, mis., Batang besi, dan solenoid melilitnya, batang besi akan memusatkan medan magnet dan meningkatkan kerapatan fluks magnetik. B. Untuk solenoid dengan inti material, kami mendapatkan formula solenoid
B = μ (N / l) I
Hitung Induktansi Solenoid
Salah satu tujuan utama solenoida di sirkuit listrik adalah untuk menghambat perubahan sirkuit listrik. Saat arus listrik mengalir melalui koil atau solenoida, ia menciptakan medan magnet yang tumbuh kuat seiring waktu. Medan magnet yang berubah ini menginduksi gaya gerak listrik melintasi koil yang menentang aliran arus. Fenomena ini dikenal sebagai induksi elektromagnetik.
Induktansi, L., adalah rasio antara tegangan yang diinduksi v, dan tingkat perubahan saat ini saya.
L. = −v (_d_I/ d_t) _-1
Memecahkan untuk v ini menjadi
v = −L (_d_I/ d_t) _
Turunkan Induktansi dari Solenoid
Hukum saat ini memberi tahu kita kekuatan EMF terinduksi dalam menanggapi medan magnet yang berubah
v = −nA (_d_B / _d_t)
di mana n adalah jumlah putaran dalam koil dan SEBUAH adalah luas penampang gelung. Membedakan persamaan solenoida dengan waktu, kita dapatkan
d_B /d_t = μ (N / l) (_ d_I / _d_t)
Mengganti ini menjadi Far Far Law, kita mendapatkan EMF terinduksi untuk solenoid panjang,
v = - (μN2A / l) (_ d_I / _d_t)
Mengganti ini menjadi v = −L (_d_I/ d_t) _ kita dapatkan
L = μN2Al
Kami melihat induktansi L. tergantung pada geometri koil - kerapatan belokan dan luas penampang - dan permeabilitas magnetik dari bahan koil.