סלילי הלמהולץ

סלילי הלמהולץ הוא סידור המורכב מזוג סלילים מעגליים זהים הממוקמים במקביל זה לזה ומופרדים במרחק השווה לרדיוס של כל סליל, המשמש בדרך כלל להפקת שדות מגנטיים מוגדרים במדויק מ-DC עד הקצה העליון של הסליל. טווח תדרי שמע ומעלה.

הסלילים מחווטים בסדרה כך שהזרם הזורם דרכם הוא באותו כיוון, והם ממוקמים כך שהציר של כל סליל מיושר עם הציר של השני. כאשר זרם חשמלי זורם דרך הסלילים, נוצר שדה מגנטי שהוא כמעט אחיד באזור שבין הסלילים.

השדה המגנטי האחיד שנוצר על ידי סלילי הלמהולץ יכול לשמש כדי לדמות את ההשפעות של שדה מגנטי על מכשירים ומערכות אלקטרוניות. זה שימושי במיוחד בבדיקות EMC, שבהן יש להעריך את ההשפעות של שדות מגנטיים על מכשירים אלקטרוניים.

על ידי הצבת מכשיר או מערכת אלקטרוניים בתוך אזור השדה המגנטי האחיד שנוצר על ידי סלילי הלמהולץ, ניתן לבדוק את רגישותו להפרעות מגנטיות. אחידות השדה המגנטי מבטיחה שהשפעות השדה המגנטי על המכשיר או המערכת יהיו עקביות בכל האזור.

חיישני שדה מגנטי כגון חיישני אפקט הול או מגנומטרים Fluxgate משמשים בדרך כלל למדידת החוזק והאחידות של השדה המגנטי שנוצר על ידי סלילי Helmholtz. חיישנים אלו יכולים לספק מדידות מדויקות ומדויקות של השדה המגנטי, אשר חשובות עבור יישומים מדעיים והנדסיים רבים.

חיישני תנועה סיבוביים, כגון מקודדים, יכולים לשמש למדידת סיבוב הסלילים עצמם. זה יכול להיות חשוב עבור יישומים מסוימים, כגון כאשר צריך לסובב את הסלילים כדי לשנות את כיוון השדה המגנטי.

חיישני תנועה ליניאריים, כגון פוטנציומטרים ליניאריים או מקודדים ליניאריים, יכולים לשמש למדידת מיקום הסלילים לאורך הציר של מערכת סלילי הלמהולץ. זה יכול להיות חשוב כדי להבטיח שהסלילים מיושרים כראוי ושהשדה המגנטי אחיד באזור הרצוי.

סלילי הלמהולץ משמשים במגוון יישומים מדעיים, הנדסיים ותעשייתיים שבהם נדרש שדה מגנטי אחיד. כמה יישומים נפוצים של סלילי הלמהולץ כוללים:

בדיקת שדה מגנטי:סלילי הלמהולץ משמשים לעתים קרובות במעבדות ליצירת שדות מגנטיים ידועים ואחידים לבדיקה וכיול של חיישנים מגנטיים, מגנומטרים ומכשירי מדידת שדות מגנטיים אחרים.

בדיקת EMC:סלילי Helmholtz נמצאים בשימוש נפוץ בבדיקות תאימות אלקטרומגנטית (EMC) ליצירת שדות מגנטיים אחידים לבדיקה של מכשירים ומערכות אלקטרוניות.

מחקר פיזיקה:סלילי הלמהולץ משמשים בחקר הפיזיקה כדי לחקור את התנהגותם של חלקיקים טעונים ולחקור את תכונות החומרים בשדות מגנטיים.

יישומים רפואיים:סלילי הלמהולץ משמשים ביישומים רפואיים כגון הדמיית תהודה מגנטית (MRI) ליצירת שדות מגנטיים אחידים להדמיה של הגוף.

גיאופיזיקה:סלילי הלמהולץ משמשים בגיאופיזיקה כדי לדמות את השדות המגנטיים של כדור הארץ ולחקור את התנהגותם של חומרים מגנטיים בשדה המגנטי של כדור הארץ.

בדיקת חומרים:סלילי הלמהולץ משמשים במדעי החומרים ובהנדסת החומרים כדי לחקור את התכונות המגנטיות של חומרים ולבדוק את היעילות של חומרים מגנטיים במיגון מפני שדות מגנטיים חיצוניים.

בחירת החומרים לייצור סלילי Helmholtz חיונית להשגת הביצועים והעמידות הרצויים. חלק מחומרי המפתח המשמשים בייצור של סלילי הלמהולץ כוללים:

חוט נחושת:נחושת היא בחירה נפוצה עבור פיתולי הסליל בשל המוליכות החשמלית הגבוהה והיציבות התרמית שלה.

חומרים לא מגנטיים:כדי למזער את ההפרעה לשדה המגנטי, משתמשים לעתים קרובות בחומרים לא מגנטיים כגון אלומיניום או נירוסטה עבור יוצרי הסלילים והמבנים התומכים.

חומרי בידוד:בידוד נחוץ כדי למנוע קצרים חשמליים ולהפחית את הפסדי האנרגיה. חומרים כמו אמייל או סרט פוליאמיד משמשים בדרך כלל לבידוד פיתולי הסליל.

ליבות פרומגנטיות:במקרים מסוימים, ניתן להשתמש בליבות פרומגנטיות מחומרים כמו ברזל או פריט כדי לשפר את חוזק השדה המגנטי והמיקוד.

עץ עשוי להיות אופציה לא שגרתית אך מעשית לייצור סלילי הלמהולץ. למרות שלא נעשה בו שימוש נפוץ בייצור סלילים, עץ יכול להציע יתרונות ייחודיים כמו תכונות הבידוד שלו והיכולת לשכך רעידות. בנוסף, ניתן לעצב בקלות ולהתאים אישית את העץ כדי לעמוד בדרישות עיצוב ספציפיות, מה שהופך אותו לבחירת חומר רב-תכליתית ליוצרי סלילים ומבנים תומכים.

בחירת החומרים המתאימים תלויה בגורמים כגון עוצמת השדה המגנטי הנדרש, תנאי ההפעלה ושיקולי עלות.

שטף מגנטי, הידוע גם כשטף מגנטי, הוא המספר הכולל של קווי שדה מגנטי העוברים דרך שטח חתך מסוים, המיוצג על ידי Φ, והיחידה היא Web (Bot) Wb.
הביטוי של השטף המגנטי העובר דרך סליל הוא: Φ=B*S (כאשר B היא עוצמת האינדוקציה המגנטית ו-S היא שטח הסליל.)

השטף המגנטי של מגנט חדיר גדול בהרבה מזה של אוויר (וואקום); לדוגמה, שנאי הוא מכשיר שמחבר אנרגיה על ידי שינוי השטף המגנטי. אם המשני של השנאי מקוצר, השטף המגנטי ייחסם ועכבת הכניסה תפחת.

עוצמת אינדוקציה מגנטית - מספר קווי השדה המגנטי העוברים ליחידת שטח בניצב לכיוון קווי השדה המגנטי, הנקרא גם צפיפות קווי השדה המגנטי, הנקרא גם צפיפות השטף המגנטי, המיוצג על ידי B, והיחידה היא tex ( סל) ת.
השטף המגנטי המוזכר בשוק מתייחס לליבה פריט גלילית עם חור עובר, שדרכו יכול לעבור חוט כדי לדכא הפרעות אלקטרומגנטיות (EMI suppression).

המגנטוספירה היא השדה המגנטי המרוחק של כדור הארץ. זהו תוצר של האינטראקציה בין השדה המגנטי של כדור הארץ לרוח השמש. הגבול החיצוני של המגנטוספירה הוא המגנטופאוזה, שיכולה להגיע למרחב של 13,000 קילומטרים. זוהי הטבעת החיצונית ביותר סביב כדור הארץ וחורגת בהרבה מהגבול החיצוני ביותר של האטמוספירה של כדור הארץ. לכן, המגנטוספרה נקראת מעגל העל החיצוני. השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ. מעגל מגנטי עקב פעולת רוח השמש, המעגל הטורואידי האידיאלי אינו קיים עוד. לחץ רוח השמש דוחס את המגנטוספרה בצד הפונה לשמש, שם קווי השדה המגנטי כמעט נדחסים יחד והמגנטוספירה הופכת צרה; בעוד שבצד השני פונה הרחק מהשמש, החלק העליון של המגנטוספרה מורחב רחוק וקווי השדה המגנטי דלילים מאוד. , המגנטוספרה נעשית רחבה יותר. לכן, צורת הסליל המגנטי דומה במקצת למראה של כוכב שביט.

המגנטוספירה היא השדה המגנטי המרוחק של כדור הארץ. זהו תוצר של האינטראקציה בין השדה המגנטי של כדור הארץ לרוח השמש. הגבול החיצוני של המגנטוספירה הוא המגנטופאוזה, שיכולה להגיע למרחב של 13,000 קילומטרים. זוהי הטבעת החיצונית ביותר סביב כדור הארץ וחורגת בהרבה מהגבול החיצוני ביותר של האטמוספירה של כדור הארץ. לכן, המגנטוספרה נקראת מעגל העל החיצוני. השכבה החיצונית ביותר של כדור הארץ. מעגל מגנטי עקב פעולת רוח השמש, המעגל הטורואידי האידיאלי אינו קיים עוד.

לחץ רוח השמש דוחס את המגנטוספרה בצד הפונה לשמש, שם קווי השדה המגנטי כמעט נדחסים יחד והמגנטוספירה הופכת צרה; בעוד שבצד השני פונה הרחק מהשמש, החלק העליון של המגנטוספרה מורחב רחוק וקווי השדה המגנטי דלילים מאוד. , המגנטוספרה נעשית רחבה יותר. לכן, צורת הסליל המגנטי דומה במקצת למראה של כוכב שביט. למגנטוספירה תפקיד עצום בהגנה על החיים על פני השטח. הוא לוכד חלקיקים המזיקים לבני אדם ולחיים שמביאה רוח השמש ומגביל אותם במגנטוספירה כך שהם לא יכולים להגיע לקרקע ורק יכולים להימלט מהזנב המגנטו. בני אדם וחיים מפגיעה.

כאשר יש הטרדה בקצה התדר הנמוך, מומלץ לסובב את הכבל בין 2 ל-3 סיבובים. כאשר יש הטרדה בקצה התדר הגבוה, לא ניתן לגלגל אותה ויש להשתמש בטבעת מגנטית ארוכה יותר.