Solenoid Manyetik Alan Hesaplayıcı nedir?
Solenoid, içinden elektrik akımı geçtiğinde merkez ekseni boyunca neredeyse düzgün bir manyetik alan oluşturan uzun bir tel bobindir. Bu hesaplayıcı, doğrudan ölçebileceğiniz üç büyüklükten yola çıkarak bobin içindeki manyetik alanın büyüklüğünü (B) bulur: telin sarım sayısı (N), akım (I) ve bobinin uzunluğu (l). Sonuçlar tesla, militesla ve gauss cinsinden verilir; böylece projenizin ölçeğine en uygun birimi kullanabilirsiniz.
Nasıl kullanılır?
Toplam tel sarım sayısını, amper cinsinden akımı ve solenoidin metre cinsinden fiziksel uzunluğunu girin. Hesapla düğmesine basarak bobin içindeki alan şiddetini ve metre başına düşen sarım değerini görün. Formül; çapından çok daha uzun, sıkıca sarılmış ideal bir solenoidi varsayar. Bu durumda alan içeride düzgündür ve dışarıda ihmal edilebilir düzeydedir.
Formülün açıklaması
Alan, $$B = \frac{\mu_0 N I}{l}$$ bağıntısıyla verilir; burada \(\mu_0 = 4\pi\times10^{-7}\ \text{T}\cdot\text{m/A}\) boşluğun manyetik geçirgenliğidir. \(N/l\) oranı metre başına düşen sarım sayısıdır (\(n\)); bu nedenle denklem sıklıkla \(B = \mu_0 n I\) olarak da yazılır. Akımı ya da sarım yoğunluğunu iki katına çıkarmak alanı da iki katına çıkarır; N sabit tutulurken bobini uzatmak ise alanı zayıflatır.
Çözümlü örnek
Bir solenoidin \(N = 200\) sarımı olsun, uzunluğu \(l = 0{,}5\ \text{m}\) ve üzerinden \(I = 2\ \text{A}\) akım geçsin. Bu durumda \(n = 200 / 0{,}5 = 400\) sarım/m olur ve $$B = \frac{(4\pi\times10^{-7})(200)(2)}{0{,}5} \approx 0{,}001005\ \text{T}$$ yani yaklaşık 1,005 mT (10,05 gauss) elde edilir.
Sıkça Sorulan Sorular
Tel çapı önemli mi? Yalnızca dolaylı olarak; metre başına kaç sarımın sığabileceğini sınırlar. Formül doğrudan N ve l değerlerini kullanır.
Demir çekirdek varsa ne olur? \(\mu_0\) yerine \(\mu = \mu_0 \mu_r\) kullanılır; burada \(\mu_r\) çekirdeğin bağıl manyetik geçirgenliğidir ve B'yi yüzlerce hatta binlerce kat artırabilir.
Alan gerçekten düzgün müdür? Uzun bir solenoidin iç bölgesinde neredeyse düzgündür; uçlara yaklaştıkça zayıflar ve dışa doğru taşar.
