Почему поле соленоида выглядит так?

введите описание изображения здесь

Моя книга дает приведенную выше диаграмму, но не дает объяснения, почему поле выглядит именно так. Это просто говорит о том, что поля в основном отменяются, оставляя поле выше.

Может ли кто-нибудь объяснить мне, как генерируется указанное выше поле, если предположить, что магнитное поле, создаваемое прямым проводом, представляет собой серию концентрических окружностей?

взгляните на эту статью en.wikipedia.org/wiki/Solenoid
Мне интересно, применим ли принцип суперпозиции здесь идеально или применим только несовершенно. Может быть, это не имеет значения, поскольку единственные явные выражения, которые у нас есть для поля от провода, применимы для бесконечных проводов?

Ответы (2)

Я нарисовал вектор магнитного поля для каждого провода красным цветом, а получившийся — розовым. черные линии предназначены для справки, чтобы вы могли видеть, как магнитные векторы находятся под углом 90 градусов к проводам. если вы нарисуете что-то подобное для каждой точки внутри соленоида, вы увидите, как формируется магнитное поле.

введите описание изображения здесь

вот как это выглядит в реальном мире:введите описание изображения здесь

Не могли бы вы сделать то же самое, чтобы показать мне, почему поле вне соленоида равно нулю?
@dfg, это не ноль, но очень мало. потому что противоположные провода будут иметь магнитные векторы, указывающие примерно в противоположных направлениях, с примерно одинаковой величиной, поэтому они компенсируют друг друга. вы должны сделать это самостоятельно, чтобы понять, как это работает. выберите любую точку снаружи, затем нарисуйте магнитную силу от каждого провода на картинке, убедившись, что она направлена ​​в правильном направлении. так же, как я сделал.
Понятно. Еще пара вопросов. 1) Ухудшается ли это приближение почти нулевого поля по мере увеличения диаметра соленоида? (поскольку противоположные стороны дальше друг от друга) И, следовательно, не применимы ли все выведенные уравнения для больших соленоидов? 2) Соленоиды аппроксимируются серией идеальных окружностей (поскольку противоположные стороны сокращаются только в окружности)? И, следовательно, не должно ли поле растянутого соленоида быть совсем другим, поскольку это не что иное, как ряд окружностей?
Небольшая помощь, пожалуйста?
@dfg Лучше задавайте новые вопросы как новые вопросы, а не в комментариях. Если на исходный вопрос был дан ответ, пожалуйста, примите ответ, щелкнув галочку рядом с ним.

Это связано с тем, что каждый проводник, по которому течет ток, создает концентрическое ему магнитное поле (изопотенциальные линии представляют собой концентрические окружности). Закон Био и Савара количественно определяет это поведение в интегральной форме, и вы можете решить эти уравнения в любой точке пространства, чтобы получить распределение магнитного поля (найти его на оси соленоида — на самом деле типичное упражнение для электромагнетизма 101 in unis). .

Если вам нужна интуитивная версия, линии поля «обнимаются», когда они имеют одинаковое направление, и отталкиваются друг от друга, когда они не совпадают, почти как электростатическое поле с зарядами (та же идея).

Почему поле соленоида выглядит так?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v