Helmholtz vafningar

Helmholtz spólur er fyrirkomulag sem samanstendur af pari af eins hringlaga spólum sem eru staðsettir samsíða hver öðrum og aðskildir með fjarlægð sem er jöfn radíus hvers spólu, venjulega notuð til að framleiða nákvæmlega skilgreind segulsvið frá DC til efri enda spólunnar. hljóðtíðnisvið og víðar.

Spólurnar eru tengdar í röð þannig að straumurinn sem flæðir í gegnum þær er í sömu átt og þær eru staðsettar þannig að ás hvers spólu er í takt við ás hinnar. Þegar rafstraumur flæðir í gegnum spólurnar myndast segulsvið sem er næstum einsleitt á svæðinu á milli spólanna.

Samræmda segulsviðið sem myndast af Helmholtz spólum er hægt að nota til að líkja eftir áhrifum segulsviðs á rafeindatæki og kerfi. Þetta er sérstaklega gagnlegt í EMC prófunum, þar sem áhrif segulsviða á rafeindatæki þarf að meta.

Með því að setja rafeindabúnað eða kerfi innan svæðis samræmda segulsviðsins sem myndast af Helmholtz spólunum er hægt að prófa næmni þess fyrir segultruflunum. Einsleitni segulsviðsins tryggir að áhrif segulsviðsins á tækið eða kerfið séu í samræmi á öllu svæðinu.

Segulsviðsskynjarar eins og Hall áhrifaskynjarar eða fluxgate segulmælar eru almennt notaðir til að mæla styrk og einsleitni segulsviðsins sem myndast af Helmholtz spólum. Þessir skynjarar geta veitt nákvæmar og nákvæmar mælingar á segulsviðinu, sem eru mikilvægar fyrir mörg vísinda- og verkfræðileg forrit.

Hægt er að nota snúningshreyfingarskynjara, eins og kóðara, til að mæla snúning spólanna sjálfra. Þetta getur verið mikilvægt fyrir ákveðin forrit, eins og þegar snúa þarf spólunum til að breyta stefnu segulsviðsins.

Hægt er að nota línulega hreyfiskynjara, eins og línulega kraftmæla eða línulega kóðara, til að mæla stöðu spólanna meðfram ás Helmholtz spólukerfisins. Þetta getur verið mikilvægt til að tryggja að spólurnar séu rétt stilltar og að segulsviðið sé einsleitt á viðkomandi svæði.

Helmholtz spólur eru notaðar í margs konar vísinda-, verkfræði- og iðnaðarnotkun þar sem samræmt segulsvið er krafist. Sum algeng notkun Helmholtz vafninga eru:

Segulsviðsprófun:Helmholtz spólur eru oft notaðar á rannsóknarstofum til að mynda þekkt og einsleit segulsvið til að prófa og kvörðun segulskynjara, segulmæla og annarra segulsviðsmælingatækja.

EMC prófun:Helmholtz spólur eru almennt notaðar í rafsegulsamhæfisprófun (EMC) til að mynda einsleit segulsvið til að prófa rafeindatæki og kerfi.

Eðlisfræðirannsóknir:Helmholtz spólur eru notaðar í eðlisfræðirannsóknum til að rannsaka hegðun hlaðinna agna og til að rannsaka eiginleika efna í segulsviðum.

Læknisfræðileg forrit:Helmholtz spólur eru notaðar í læknisfræðilegum forritum eins og segulómun (MRI) til að mynda einsleitt segulsvið til myndatöku á líkamanum.

Jarðeðlisfræði:Helmholtz spólur eru notaðar í jarðeðlisfræði til að líkja eftir segulsviði jarðar og til að rannsaka hegðun segulefna í segulsviði jarðar.

Efnispróf:Helmholtz spólur eru notaðar í efnisfræði og verkfræði til að rannsaka segulmagnaðir eiginleikar efna og til að prófa virkni segulmagnaðir efna við varnir gegn ytri segulsviðum.

Efnisval til framleiðslu á Helmholtz vafningum skiptir sköpum til að ná tilætluðum árangri og endingu. Sum lykilefna sem notuð eru við framleiðslu á Helmholtz vafningum eru:

Koparvír:Kopar er algengur kostur fyrir spóluvindurnar vegna mikillar rafleiðni og hitastöðugleika.

Ósegulmagnaðir efni:Til að lágmarka truflun á segulsviðinu eru ekki segulmagnaðir efni eins og ál eða ryðfrítt stál oft notuð fyrir spólumyndara og burðarvirki.

Einangrunarefni:Einangrun er nauðsynleg til að koma í veg fyrir skammhlaup og draga úr orkutapi. Efni eins og glerung eða pólýímíð borði eru almennt notuð til að einangra spóluvindurnar.

Ferromagnetic kjarna:Í sumum tilfellum er hægt að nota ferromagnetic kjarna úr efnum eins og járni eða ferríti til að auka segulsviðsstyrk og fókus.

Viður getur verið óhefðbundinn en raunhæfur valkostur við framleiðslu á Helmholtz vafningum. Þó það sé ekki almennt notað í spóluframleiðslu getur viður boðið upp á einstaka kosti eins og einangrandi eiginleika þess og getu til að dempa titring. Að auki er auðvelt að móta og sérsníða viðinn til að uppfylla sérstakar hönnunarkröfur, sem gerir hann að fjölhæfu efnisvali fyrir spólumyndara og burðarvirki.

Val á viðeigandi efnum fer eftir þáttum eins og nauðsynlegum segulsviðsstyrk, rekstrarskilyrðum og kostnaðarsjónarmiðum.

Segulflæði, einnig þekkt sem segulflæði, er heildarfjöldi segulsviðslína sem fara í gegnum ákveðið þversniðssvæði, táknað með Φ, og einingin er Web (Bot) Wb.
Tjáning segulflæðis sem fer í gegnum spólu er: Φ=B*S (þar sem B er segulinnleiðslustyrkur og S er flatarmál spólunnar.)

Segulflæði gegndræps seguls er miklu stærra en lofts (tæmi); til dæmis er spennir tæki sem tengir orku með því að breyta segulflæðinu. Ef aukahlutur spennisins er skammhlaupaður verður segulflæðið læst og inntaksviðnámið verður minna.

Segulsviðsstyrkur - fjöldi segulsviðslína sem fara í gegnum á hverja flatareiningu hornrétt á stefnu segulsviðslínanna, einnig kallaður þéttleiki segulsviðslína, einnig kallaður segulflæðisþéttleiki, táknaður með B, og einingin er tex ( Sla) T.
Segulflæðið sem nefnt er á markaðnum vísar til sívals ferrítkjarna með gegnum gat, sem vír getur farið í gegnum til að bæla rafsegultruflanir (EMI bæling).

Segulhvolfið er fjarlægt segulsvið jarðar. Það er afurð samspils segulsviðs jarðar og sólvindsins. Ytri mörk segulhvolfsins eru segulhvörf, sem getur náð 13,000 kílómetra bili. Hann er ysti hringurinn umhverfis jörðina og fer langt yfir ystu mörk lofthjúps jarðar. Þess vegna er segulhvolfið kallað ofur ytri hringurinn. Ysta lag jarðar. Segulhringur Vegna virkni sólvindsins er kjörinn hringlaga hringur ekki lengur til. Þrýstingur sólvindsins þjappar saman segulhvolfinu á þeirri hlið sem snýr að sólinni, þar sem segulsviðslínurnar þrýstast nánast saman og segulhvolfið verður þröngt; en á hinni hliðinni sem snýr í burtu frá sólinni er toppur segulhvolfsins teygður langt í burtu og segulsviðslínurnar eru mjög dreifðar. , segulhvolfið verður breiðari. Þess vegna er lögun segulspólunnar nokkuð lík útliti halastjörnu.

Segulhvolfið er fjarlægt segulsvið jarðar. Það er afurð samspils segulsviðs jarðar og sólvindsins. Ytri mörk segulhvolfsins eru segulhvörf, sem getur náð 13,000 kílómetra bili. Hann er ysti hringurinn umhverfis jörðina og fer langt yfir ystu mörk lofthjúps jarðar. Þess vegna er segulhvolfið kallað ofur ytri hringurinn. Ysta lag jarðar. Segulhringur Vegna virkni sólvindsins er kjörinn hringlaga hringur ekki lengur til.

Þrýstingur sólvindsins þjappar saman segulhvolfinu á þeirri hlið sem snýr að sólinni, þar sem segulsviðslínurnar þrýstast nánast saman og segulhvolfið verður þröngt; en á hinni hliðinni sem snýr í burtu frá sólinni er toppur segulhvolfsins teygður langt í burtu og segulsviðslínurnar eru mjög dreifðar. , segulhvolfið verður breiðari. Þess vegna er lögun segulspólunnar nokkuð lík útliti halastjörnu. Segulhvolfið gegnir stóru hlutverki við að vernda líf á yfirborðinu. Það fangar agnir sem eru skaðlegar mönnum og lífi sem sólvindurinn fær og takmarkar þær í segulhvolfinu þannig að þær komast ekki til jarðar og geta aðeins sloppið úr segulhalanum. manneskjur og lifir af skaða.

Þegar áreitni er í lágtíðniendanum er mælt með því að snúruna snúist um 2 til 3 snúninga. Þegar áreitni er í hátíðni endanum er ekki hægt að vinda því utan um og nota skal lengri segulhring.