Материал: Магнетизм_2
Рассматриваемая окружность охватывает все витки катушки. Если полное число витков катушки есть N, а сила тока в ней равна I, то наша окружность охватывает ток силы NI. Согласно (2.24) имеем:
Откуда
(2.27)
Следует
иметь в виду, что поле внутри катушки
не вполне однородно. Индукция наибольшая
у внутренней стороны катушки
и
наименьшая у внешней стороны
Относительная
разность обоих полей равна
Будем
теперь неограниченно увеличивать радиус
тороида
r.
Тогда величина
будет стремиться к нулю и поле сделается
однородным. Любой отрезок тороида
перейдёт при этом в прямую катушку или
соленоид. Индукцию поля внутри соленоида
можно найти из формулы (2.27). Замечая, что
где n ― число витков на единицу длины катушки, находим:
(2.28)
Мы получили формулу, строго справедливую для бесконечно длинного соленоида. Произведение nI называется числом ампер-витков на метр. При n = 1000 витков на метр и силе тока в 1 А магнитная индукция внутри соленоида составляет 4π·10–4 Тл.
В магнитную индукцию на оси соленоида симметрично расположенные витки вносят одинаковый вклад (см. формулу (2.12)). Поэтому у конца полубесконечного соленоида на его оси магнитная индукция равна половине значения (2.28):
(2.29)
Практически, если длина соленоида значительно больше, чем его диаметр, формула (2.28) будет справедлива для точек в средней части соленоида, а формула (2.29) ― для точек на оси вблизи его концов.
Соленоиды широко используются в технических устройствах и лабораторной практике, так как с их помощью можно просто создать однородное магнитное поле и притом известной индукции.
