Solenoider är fjäderformade trådlindar som vanligtvis används i elektromagneter. Om du kör en elektrisk ström genom en magnet, kommer ett magnetfält att genereras. Magnetfältet kan utöva en kraft på laddade partiklar som är proportionell mot dess styrka. För att beräkna kraften från ett magnetfält kan du använda denna ekvation:

Kraft = laddning x hastighet av laddningen x magnetfältstyrka

Som du kan se från ekvationen, för att beräkna kraft måste vi först veta magnetfältstyrkan, vilken är beroende av magnetens egenskaper. Vi kan ersätta dessa parametrar i kraftjämförelsen få:

Kraft = laddning x hastighet av laddning x (magnetisk konstant x antal varv i solenoid x ström)

Beräkningen ser komplicerad ut, men verkligen multiplicerar det bara en massa mätbara variabler tillsammans.

Skriv ekvationen för den kraft som en solenoidelektromagnet kommer att utöva på en överladdningsladdning:

Kraft = Q x V x (magnetisk konstant x N x I)

Q = laddning av passpunktsladdning V = hastighet av punktdiagram magnetisk konstant = 4 x pi x 10 ^ -7 (referens 3) N = antal varv i solenoid I = strömlöpning genom solenoid

Bestäm variablerna i den situation som du försöker beräkna kraften som utövas av magnetmagneten. Tänk exempelvis på en 1 Coulomb (C) laddning som reser vid 100 meter per sekund (m /s) genom magnetfältet för en magnetventil med 1000 varv och 2 ampere (A) av strömmen genom den.

Anslut numren från ditt exempel till ekvationen och använd din kalkylator för att bestämma kraften som påverkar laddningen.

Kraft = 1 C x 100 m /sx (4 x pi x 10 ^ -7 x 1000 x 2 A) = 0.2512 Newtons

Den magnetiska elektromagneten skulle utöva en kraft på 0.2512 Newton på den laddningen.

Tips

Om laddningen är på något annat än 90 grader vinkel mot magnetfältet, bör hela kraftekvationen multipliceras med sinus av den vinkeln.