Магнитная катушка

[shvalbe]

Всем привет! Возник такой вопрос: нужно рассчитать число витков генератора магнитного поля, составленного из двух катушек диаметром не менее 20 см и расстоянии между ними 10 см (между катушками воздух). Величина магнитного поля при этом должна быть равна около 100 милиТесла. Собственно, описываемое устройство нужно срочно сделать, рассчитываемый параметр для техников. К устройству имеется усилитель на 20 Ампер (максимум). Спасибо всем, кто сможет помочь.

[Fgolm]

Необходимо уточнить условие.
Лучше нарисовать рисунок, чтобы было видно как именно расположены катушки.
Также, нужно уточнить в какой области синтезируется поле: в одной точке, на отрезке прямой, в некотором объеме пространства.

[SSerge]

Эта конструкция называется катушки Гельмгольца.
Примечательны как раз тем, что в центре имеется область с более-менее однородным полем.

Поле на оси для одной тонкой катушки считается элементарно, прямо по учебнику с применением закона Био-Савара-Лапласа (интегрированием вдоль витка с током). Поля от двух катушек просто складываются, благо направление поля заранее известно - вдоль оси катушек.

Провод для намотки брать из расчета порядка 5 ампер на кв. мм, чтобы избежать перегрева.

http://window.edu.ru/window_catalog/fil ... 8/14-2.pdf

[shvalbe]

SSerge, большое спасибо за ссылку! Сейчас посмотрю, отпишусь, если возникнут вопросы.

Добавлено спустя 15 минут 53 секунды:

Возникли... в формуле (3) рассчитывается магнитное поле в центре катушек; а как перейти к магнитному полю между ними с учетом расстояния между катушками?

[Developer]

shvalbe писал(а):

...кроме того, из формулы непонятно, в каких единицах измерения подставлять радиус катушки.

А в попугаях-то я гораздо длиннее...
Повторюсь, и автор знает, почему, - 100 миллитесла - это магнитное поле, которое создаёт постоянный ток величиной почти 500 000 А на расстоянии 1 метра от прямого бесконечного проводника...

[shvalbe]

Вы можете предложить решение проблемы?

[shvalbe]

shvalbe писал(а):

SSerge, большое спасибо за ссылку! Сейчас посмотрю, отпишусь, если возникнут вопросы.

Добавлено спустя 15 минут 53 секунды:

Возникли... в формуле (3) рассчитывается магнитное поле в центре катушек; а как перейти к магнитному полю между ними с учетом расстояния между катушками?

С этим разобрался; но остался вопрос, как рассчитать количество витков. В формуле, используемой для расчета числа витков катушки, есть средний радиус катушки, который зависит от количества этих самых витков - посему если задаться начальным радиусом и нужной толщиной проволоки, то после результатов расчета средний радиус приходится постоянно уточнять, причем у меня итерация расходится. Как быть?

[Fgolm]

shvalbe в сообщении #197075 писал(а):

остался вопрос, как рассчитать количество витков

Нужно взять фиксированное количество витков, затем расчитать все токи. Если токи окажутся слишком большие или, наоборот, слишком маленькие, тогда нодо изменить количество витков и решить задачу заново.

shvalbe в сообщении #197075 писал(а):

причем у меня итерация расходится

А как Вы задаете этот итерационный процесс? Вообще, говоря, задача может оказаться некорректной, поэтому могут возникнуть трудности при ее решении.

[shvalbe]

Fgolm писал(а):

А как Вы задаете этот итерационный процесс? Вообще, говоря, задача может оказаться некорректной, поэтому могут возникнуть трудности при ее решении.

Похоже, что так и есть... воспользуюсь Вашим советом, пересчитаю, задаваясь исходным числом витков и толщиной проволоки.

[shvalbe]

Всем спасибо - нашелся постоянный магнит на 70 мТ.