Cewka Helmholtza

Cewki Helmholtza, pierścienie Helmholtza[1] (Cewki Helmholtza-Gaugaina) – układ cewek, wewnątrz którego istnieje duży obszar o w przybliżeniu stałym wektorze indukcji pola magnetycznego[2]. Są one używane do wytwarzania jednorodnego pola magnetycznego[2] i kompensacji pola zewnętrznego (głównie ziemskiego). Nazwane na cześć niemieckiego fizyka Hermanna von Helmholtza.

Układ składa się z dwóch identycznych równoległych cewek[2]. W cewkach powinien płynąć taki sam prąd, w tym samym kierunku[2], co można osiągnąć przez połączenie szeregowe. Cewki znajdują się w odległości równej promieniowi każdej z nich[2]. Taki układ pozwala uzyskać niemal jednorodne pole magnetyczne w przestrzeni między cewkami[2].

Indukcja magnetyczna B {\displaystyle B} w środku cewki wynosi[3]:

B = ( 4 5 ) 3 / 2 μ 0 n I R , {\displaystyle B=\left({\frac {4}{5}}\right)^{3/2}{\frac {\mu _{0}nI}{R}},}

gdzie:

n {\displaystyle n} – liczba zwojów każdej cewki,
I {\displaystyle I} – prąd płynący w uzwojeniu,
R {\displaystyle R} – promień cewki,
μ 0 {\displaystyle \mu _{0}} przenikalność magnetyczna próżni.


  • Schemat cewki Helmholtza
    Schemat cewki Helmholtza
  • Układ linii pola
    Układ linii pola
  • Indukcja pola na osi przechodzącej przez środki cewek – punkt z = 0 znajduje się w połowie odległości między cewkami
    Indukcja pola na osi przechodzącej przez środki cewek – punkt z = 0 znajduje się w połowie odległości między cewkami


Zobacz też

  • pole jednorodne
  • pole magnetyczne

Przypisy

  1. Helmholtza cewki, [w:] Encyklopedia PWN [dostęp 2021-10-08] .
  2. a b c d e f Roger A.R.A. Freedman Roger A.R.A., A. LewisA.L. Ford A. LewisA.L., Francis WestonF.W. Sears Francis WestonF.W., Sears and Zemansky's University Physics., wyd. 13, Boston: Addison-Wesley, 2012, s. 954, ISBN 978-0-321-69686-1, OCLC 681534843 [dostęp 2021-06-04] .
  3. Roger A.R.A. Freedman Roger A.R.A., A. LewisA.L. Ford A. LewisA.L., Francis WestonF.W. Sears Francis WestonF.W., Sears and Zemansky's University Physics., wyd. 13, Boston: Addison-Wesley, 2012, A-19, ISBN 978-0-321-69686-1, OCLC 681534843 [dostęp 2021-06-04] .
Encyklopedie internetowe (Uzwojenie):
  • Britannica: technology/Helmholtz-coil
  • NE.se: helmholtzspole