Соленоид је калем жице који је знатно дужи од његовог пречника који ствара магнетно поље када кроз њега пролази струја. У пракси је ова завојница омотана око металног језгра и јачине магнетног поља зависи од густине завојнице, струје која пролази кроз завојницу и магнетних својстава језгро.
Ово соленоид чини типом електромагнета чија је сврха стварање контролисаног магнетног поља. Ово поље се може користити у различите сврхе, у зависности од уређаја, од коришћења за генерисање магнетног поља као електромагнета, да спречи промене струје као индуктор или да енергију ускладиштену у магнетном пољу претвори у кинетичку енергију као електрични мотор.
Магнетско поље извођења магнетног поља
Магнетно поље магнетног извода може се наћи помоћуАмперов закон. Добијамо
Бл = \ му_0 НИ
гдеБ.је густина магнетног флукса,лје дужина соленоида, μ0 је магнетна константа или магнетна пропустљивост у вакууму,Н.је број завоја у завојници, иЈаје струја кроз завојницу.
Подела крозл, добијамо
Б = \ му_0 (Н / л) И.
гдеН / л
јеокреће густинаили број завоја по јединици дужине. Ова једначина се односи на соленоиде без магнетних језгара или у слободном простору. Магнетна константа је 1,257 × 10-6 Х / м.Тхемагнетна пропустљивостматеријала је његова способност да подржи стварање магнетног поља. Неки материјали су бољи од других, па је пропустљивост степен магнетизације који материјал доживљава као одговор на магнетно поље. Релативна пропусностμр говори нам колико се ово повећава у односу на слободни простор или вакуум.
\ му = \ му_р \ му_0
гдеμје магнетна пропустљивост иμр је релативност. То нам говори колико се магнетско поље повећава ако соленоид кроз њега пролази језгро материјала. Ако смо поставили магнетни материјал, нпр. Гвоздену шипку, а соленоид је омотан око ње, гвоздена шипка ће концентрисати магнетно поље и повећати густину магнетног флуксаБ.. За соленоид са материјалним језгром добијамо формулу соленоида
Б = \ му (Н / л) И.
Израчунајте индуктивитет соленоида
Једна од примарних намена соленоида у електричним круговима је спречавање промена у електричним круговима. Како електрична струја пролази кроз завојницу или соленоид, она ствара магнетно поље које временом расте у снази. Ово променљиво магнетно поље индукује електромоторну силу преко завојнице која се супротставља струјном току. Овај феномен познат је под називом електромагнетна индукција.
Индуктивност,Л, је однос између индукованог напонав, и брзина промене у струјиЈа.
Л = -в \ бигг (\ фрац {дИ} {дт} \ бигг) ^ {- 1}
Решавање завово постаје
в = -Л \ фрац {дИ} {дт}
Извођење индуктивности соленоида
Фарадејев законговори нам о снази индукованог ЕМФ као одговор на променљиво магнетно поље
в = -нА \ фрац {дБ} {дт}
где је н број завоја у завојници иА.је површина попречног пресека калема. Добијамо диференцијацију једначине соленоида у односу на време
Замењујући ово у Фарадаиев закон, добијамо индуковани ЕМФ за дуги соленоид,
в = - \ бигг (\ фрац {\ му Н ^ 2 А} {л} \ бигг) \ бигг (\ фрац {дИ} {дт} \ бигг)
Замењујући ово ув = −Л (дЈа/ дт)добијамо
Л = \ фрац {\ му Н ^ 2 А} {л}
Видимо индуктивитетЛзависи од геометрије завојнице - густине завоја и површине попречног пресека - и магнетне пропустљивости материјала завојнице.