Wie verhält sich die Form der Spule zum Magnetfeld um sie herum?

Ja, die Form der Spule beeinflusst die Form des Feldes.

Die allgemeinste Antwort auf Ihre Frage lautet, dass jedes winzige Drahtinkrement ein kreisförmiges Feld um sich selbst herum erzeugt und das Gesamtfeld um die Spule (oder eine beliebige Drahtlänge beliebiger Form) die Summe (Integral) aller dieser inkrementellen Felder ist . Dies ist kein einfaches Problem, das im allgemeinen Fall zu lösen ist, aber wir können einige allgemeine Aussagen treffen.

In einer Spule hat der Strom in benachbarten Windungen die gleiche Größe und erzeugt im Wesentlichen das gleiche Feld. Dies bedeutet, dass der Raum direkt zwischen den Windungen ein Null-Nettofeld hat, da die Beiträge von den Drähten auf beiden Seiten dieses Raums entgegengesetzte Vorzeichen haben und sich gegenseitig aufheben.

Dies bedeutet, dass das stärkste Feld entlang der Oberfläche zu finden ist, die durch die Gesamtansammlung von Windungen gebildet wird. Bei einer spiralförmigen Spule wäre dies auf der Innen- und Außenfläche des durch die Windungen gebildeten Zylinders, und bei einer planaren (spiralförmigen) Spule wäre dies auf beiden Seiten der Ebene.

Schauen Sie sich ein Solenoid an: -

Bild von hier aufgenommen . Diese Seite lieferte auch das folgende Diagramm über das grundlegende Gesetz der Flussdichte, das Biot-Savart-Gesetz: -

Auf diese Weise können Sie die Summe aller Ströme in den kleinen Drahtstücken stückweise berechnen, um sich ein Bild von der Flussdichte an einem beliebigen Punkt im Raum zu machen. Für einfache Formen wie Solenoide und Spiralen lassen sich wegen der Gleichmäßigkeit der Spulenform Formeln wie diese ableiten: -

Was in diesem Fall stark vereinfacht, da der Winkel = 90° für alle Punkte entlang der Bahn gilt und der Abstand zum Feldpunkt konstant ist. Das Integral wird

Einfache Idee und ein Schwein, das auf alles angewendet werden kann, was nicht geometrisch ist. Ich habe es für rechteckige Drahtschleifen gemacht (wie sie in Metalldetektionssystemen in Lebensmittel- / Pharmaproduktlinien verwendet werden - es dauerte einige Stunden, aber die Ergebnisse waren gut, um die Flussdichte überall innerhalb des Rechtecks ​​vorherzusagen.