соленоид

СОЛЕНОИД (от греч. solen - трубка и eidos - вид) - проволочная спираль с током, характеризуемая числом витков на единицу длины п, длиной l, диаметром d; толщина провода и шаг спирали (винтовой линии) малы по сравнению с d и l. Термин «С.» применяют и в более широком значении - так называют катушки с произвольным сечением (квадратный С., прямоуг. С.), и не обязательно цилиндрические (тороидальный С.). Различают длинный С. (l d)и короткий (l d). В тех случаях, когда соотношение между d и l специально не оговаривается, подразумевается длинный С. В теоретич. физике моделью С. служит система поверхностных токов j_П, текущих по цилиндрич. поверхности перпендикулярно к образующей (j_П = nI, где I -ток моделируемого С.).

С. изобретён в 1820 А. Ампером (A. Ampere) для усиления открытого X. Эрстедом (Н. Oersted) магн. действия тока и был применён Д. Араго (D. Arago) в опытах по намагничиванию стальных стержней. Магн. свойства С. были экспериментально изучены Ампером в 1822 (тогда же им был введён и термин «С.»), была установлена эквивалентность С. постоянным природным магнитам той же конфигурации, что явилось подтверждением электродинамич. теории Ампера, объяснявшей магнетизм взаимодействием скрытых в телах кольцевых молекулярных токов.

Энергия магн. поля С. с точностью до величины порядка d/l сосредоточена внутри С. Вдали от концов С. внутр. поле близко к однородному с напряжённостью Н = пI в СИ (в гауссовой системе единиц H = 4pnI/с). Внеш. поле С. близко к полю двух магн. зарядов ±q^m, помещённых на его концах [ ( - магн. постоянная) в СИ, в гауссовой системе единиц]. Силовые линии магн. поля С. приведены на рис.

С. используются в физике и технике для создания квазподнородных магн. полей и в качестве индуктивных элементов токовых цепей. С. с ферромагн. сердечниками применяются в качестве электромагнитов.

Лит.: Калантаров П. Л., Цейтлин Л. А., Расчет индуктивностей, 3 изд., Л., 1986; Фейнман Р., Лейтон Р., С э н д с М., Фейнмановские лекции по физике, пер. с англ., [в.] 5, 2 изд., М., 1977. Г. В. Пермитин.

   <<      Предметный указатель      >>