Sådan beregnes den magnetiske kraft af en Solenoid

Solenoider er fjederformede trådspoler, der almindeligvis anvendes i elektromagneter. Hvis du driver en elektrisk strøm gennem en magnetventil, genereres et magnetfelt. Magnetfeltet kan udøve en kraft på ladede partikler, der er proportional med dets styrke. For at beregne kraften fra et magnetventils magnetfelt kan du bruge denne ligning:

Force = ladning x hastigheden af ​​ladningen x magnetfeltstyrken

Som du kan se fra ligningen, skal du beregne kraft vi først skal kende magnetfeltstyrken, som er afhængig af magnetens egenskaber. Vi kan erstatte disse parametre i kraftækningen få:

Force = ladning x hastighed af ladningen x (magnetisk konstant x antal omdrejninger i solenoid x nuværende)

Beregningen ser kompliceret ud, men virkelig er det bare at multiplicere en masse målbare variabler sammen.

Skriv ligningen for den kraft, som en solenoidelektromagnet vil udøve på en forbigående ladning:

Force = Q x V x (magnetisk konstant x N x I)

Q = opladning af passepunktladning V = hastighed for punktdiagram magnetisk konstant = 4 x pi x 10 ^ -7 (reference 3) N = antal omdrejninger i solenoid I = strøm løber igennem solenoid

Bestem variablerne i den situation, som du forsøger at beregne kraften udøvet af magnetventilen. For eksempel overveje en 1 Coulomb (C) opladning ved 100 meter per sekund (m /s) gennem magnetfeltet på en magnetventil med 1000 omdrejninger og 2 ampere (A) af strøm, der løber igennem den.

Plug tallene fra dit eksempel ind i ligningen og brug din regnemaskine til at bestemme den kraft, der virker på ladningen.

Force = 1 C x 100 m /sx (4 x pi x 10 ^ -7 x 1000 x 2 A) = 0.2512 Newtons

Den solenoidelle elektromagnet ville udøve en kraft på 0,2512 Newton på den ladning.

Tip

Hvis ladningen er på noget andet end en 90 grader vinkel på magnetfeltet, skal hele kraftligningen multipliceres med sinus af den vinkel.