در این فیلم آموزشی با میدان مغناطیسی حلقه دایره‌ای حامل جریان (پیچه مسطح) آشنا خواهید دید.
میدان مغناطیسی حلقه دایره‌ای حامل جریان
خطهای میدان مغناطیسی در اطراف یک حلقه رسانای دایره‌ای حامل جریان در ناحیه داخلی حلقه تراکم بیشتری دارند. به عبارتی در ناحیه داخلی حلقه این خطوط به هم نزدیک هستند که این موضوع نشان می‌دهد میدان مغناطیسی در این ناحیه قویتر است.
در شکل بالا خطور میدان در اطراف یک حلقه دایره‌ای حامل جریان مشحص شده است. همانطور که مشاهده می‌کنید، در نقطه‌های روی محورحلقه، میدان موازی محور است.
جهت خطهای میدان مغناطیسی حلقه را می‌توان با قاعده دست راست مشخص کرد.
مقایسه میدان مغناطیسی حلقه حامل جریان و آهنربای تخت
بررسی و مقایسه میدان مغناطیسی یک حلقه حامل جریان و یک آهنربای تخت دایره‌ای شکل، نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی آنها درست مانند یکدیگر است. به همین دلیل هر حلقه حامل جریان را مانند آهنربا یک دو قطبی مغناطیسی در نظر می‌گیرند.
همانطور که در شکل بالا مشاهده می‌کنید حلقه حامل جریان دو قطب دارد و میدان مغناطیسی آن مانند یک آهنربای دائم تخت دایره‌ای شکل است.
میدان مغناطیسی حلقه حامل جریان و آهنربای تخت مشابه یکدیگر است.
میدان مغناطیسی پیچه
در اغلب موارد استفاده از یک تک حلقه برای تولید میدانی به اندازه مورد نیاز شاید نیازمند چنان جریان بزرگی باشد که از بیشینه جریان مجاز سیم حلقه ما بیشتر باشد. در این شرایط باید به جای تک حلقه از پیچه استفاده کرد. پیچه که به آن پیچه مسطح هم می‌گویند در واقع به جای یک حلقه از تعداد بیشتری حلقه تشکیل شده است. که هرچه تعداد حلقه‌هایش بیشتر باشد می‌توان میدان قوی‌تری تولید کرد. میدان تولید شده از یک پیچه مسطح از طریق رابطه زیر محاسبه می‌شود:
در این رابطه µ0 تراوایی مغناطیسی خلا و برابر 7-10 × 4π است. R شعاع پیچه و I جریان الکتریکی و N تعداد دورهای پیچه است. دلیل آنکه برای تولید میدا‌ن‌های مغناطیسی قوی به‌جای تک حلقه از پیچه‌ای از حلقه‌ها استفاده می‌کنیم، همین ضریب N است.
اگرهر چه تعداد حلقه‌های پیچه بیشتر باشد میدان مغناطیسی آن نیز قویتر است.
مثال
در اینجا تستی از میدان مغناطیسی پیچه برای شما مطرح می‌شود:
یک پیچه (سیمپیچ تخت) با 100 دور سیم به شعاع 20 سانتیمتر حامل جریان 4 آمپر است. یک ذره با بار با سرعت 100 متر بر ثانیه عمود بر سطح پیچه پرتاب می‌شود، بهطوریکه امتداد مسیر آن از مرکز حلقه میگذرد. اندازۀ نیروی وارد بر ذره چند نیوتون است؟
1) 10-5 * 2.4
2) 10-5 * 9.6
3) 10-5 * 4.8
4) صفر
پاسخ: از آنجا که ذره عمود بر سطح پیچه پرتاب می‌شود نیروی وارد بر آن صفر می‌شود و گزینه 4 صحیح است. توضیحات بیشتر را در ویدئو مشاهده نمایید.
برای آشنایی بیشتر با میدان مغناطیسی حلقه دایره‌ای حامل جریان و پیچه مسطح ویدئو آموزشی را به طور کامل مشاهده کنید.
سوالات متداول
در داخل پیچه یا همان حلقه حامل جریان میدان قویتر است.
به کمک قاعده دست راست.
