ちょっと、そこ！実験室の電磁石のサプライヤーとして、私はこれらの気の利いたデバイスがあらゆる種類の科学的実験と研究で重要な役割を果たす方法を直接見ました。しばしばポップアップする質問の1つは、実験室の電磁石の磁場に対する電流の影響は何ですか？すぐに飛び込み、このトピックを一緒に探索しましょう。
まず、電磁石とは何かをすばやく要約しましょう。簡単に言えば、電磁石は磁場が電流によって生成される磁石の一種です。実験室の環境では、これらはさまざまな実験のために制御された磁場を作成するのに非常に便利です。あなたは私たちをチェックすることができます実験室電磁石私たちのウェブサイトで、私たちが話していることのより良いアイデアを得るために。
現在、電磁石の電流と磁場の関係はかなり基本的です。 Ampereの法則によれば、電流の周りの磁場（b） - 運ぶ導体は、それを流れる電流に直接比例します。電磁石の場合、本質的に電流が流れているワイヤのコイルである場合、同じ原理が適用されます。
ソレノイド内の磁場の式（共通の電磁石のタイプ）は（b = \ mu_0ni）であり、ここで（\ mu_0）は自由空間の透過性です。この式は、電磁石を通る電流を増やすと、磁場強度が比例して増加することを明確に示しています。
ユニットの長さごとに固定されたターン数の基本的な実験室電磁石があるとしましょう。電流を2倍にすると、磁場強度も2倍になります。科学者が磁場の強さを正確に制御できるため、電流と磁場のこの線形関係は、実験室環境で非常に有用です。
しかし、それはそれほど単純ではありません。この関係に影響を与える可能性のあるいくつかの実際的な制限と要因があります。たとえば、電流を増やすと、電磁石のワイヤの抵抗も加熱されます。これは、（p = i^{2} r）ジュール加熱効果によるもので、（p = i^{2} r）は、（p）電力が熱として放散され、（i）電流、（r）ワイヤの抵抗です。
ワイヤーが熱くなりすぎると、ワイヤーの断熱材を損傷したり、ワイヤー自体を溶かしたりする可能性があります。これは、電磁石を安全に通過できる最大電流があることを意味します。この問題を克服するために、いくつかの実験室の電磁石は、生成された熱を放散するために、水 - 冷却などの冷却システムで設計されています。
考慮すべきもう1つの要因は、コア材料の磁気飽和です。ほとんどの実験室電磁石は、鉄のような強磁性コアを使用して磁場を強化します。ただし、強磁性材料は、どれだけ磁化できるかに制限があります。コアが飽和点に達すると、電流をさらに増やすことで磁場強度は大幅に増加しません。
次に、さまざまな種類の実験室の電磁石と、電流が磁場にどのように影響するかについて話しましょう。私たちの調整可能な可変エアギャップ電磁石素晴らしい例です。電磁石の極間のエアギャップを調整することにより、磁場分布を変更できます。このタイプの電磁石で電流を増やすと、極の磁場強度が増加しますが、エアギャップ調整による磁場分布の変化も考慮する必要があります。
私たちの多重極電磁石別の興味深いケースです。これらの電磁石には複数の極があり、より複雑な磁場パターンを作成できます。多重極電磁石の各コイルを通る電流は、より複雑な方法で全体的な磁場に影響します。各コイルの電流を慎重に制御して、目的の磁場構成を実現する必要があります。
実験室では、磁場強度を制御する能力が多くの実験で重要です。たとえば、磁気共鳴画像（MRI）研究では、透明な画像を取得するには磁場の正確な制御が必要です。 MRIセットアップで使用される電磁石の電流を調整することにより、科学者は罰金を科せられます - 磁場を実験の正確な要件に合わせて調整します。
粒子物理実験では、電磁石を使用して荷電粒子を導き、焦点を合わせます。電流によって制御される磁場の強度は、粒子の経路を決定します。電流のわずかな変化は、粒子の軌跡に大きな偏差を引き起こす可能性があります。
したがって、それを要約すると、電流は実験室の電磁石の磁場に直接的かつ大きな影響を与えます。電流を増やすことで、磁場強度を上げることができますが、加熱や磁気飽和などの要因を認識する必要もあります。調整可能な可変エアギャップ電磁石や多重極電磁石など、さまざまな種類の電磁石には、電流が磁場にどのように影響するかをより慎重に検討する必要があります。
科学的研究や実験に関与しており、信頼できる実験室電磁石が必要な場合は、私たちが支援するためにここにいます。電磁石の範囲は、さまざまな実験室用途の多様なニーズを満たすように設計されています。磁場強度を正確に制御するか、特定の磁場構成を制御する必要があるかにかかわらず、カバーすることができます。お客様の要件についての議論を開始するためにお問い合わせください。協力して、実験室に最適なエレクトロマグネットソリューションを見つけましょう。
参照
- Halliday、D.、Resnick、R。、およびWalker、J。（2014）。物理学の基礎。ワイリー。
- グリフィス、DJ（2017）。電気力学の紹介。ケンブリッジ大学出版局。