Simulare campo magnetico

[andre29]

Ciao a tutti
In questi giorni mi sono letto l'ottimo tutorial dedicato al simulatore FEMM dove viene analizzato il campo magnetico di un solenoide in aria. Ho scaricato il programma e ho rifatto l'esercizio di pari passo.
Successivamente mi sono calcolato a mano il campo magnetico dello stesso solenoide preso in esempio dal tutorial, tramite la formula:



Dove:
B è il campo magnetico
I è la corrente tot =1 A
N è il numero totali degli avvolgimenti =1000
l è la lunghezza del solenoide = 5 cm


Usando questi dati, tramite la formula mi risulta un campo magnetico B = 2,513 x 10^-2 [T]
Invece il programma mi da un campo magnetico massimo B= 1,7 x 10 ^-2 [T]

Ora, analizzando i 2 risultati, l'ordine di grandezza è uguale, ma il valore discosta di un po'. Qualcuno ha esperienza in questo campo? La formula che ho utilizzato è troppo approssimativa?

[EcoTan]

Certo, quello è il solenoide indefinito.

[andre29]

ok.. che dovrebbe corrispondere a una bobina di lunghezza infinita con solamente con uno strato di spire se non sbaglio.
Allora qual è la formula per calcolare il campo magnetico per una bobina definita?
Perché sui libri non ho visto altre formule.

[DanteCpp]

Le unità di misura non si mettono tra quadre.

Trattiamo bene le unita' di misura

[admin]

Allora qual è la formula per calcolare il campo magnetico per una bobina definita?

Vedi qui ad esempio

[EcoTan]

solamente con uno strato di spire

No, questo non è detto (a parte la difficoltà di realizzare più strati di lunghezza infinita..)

[andre29]

Ringrazio a tutti delle risposte. Facendo riferimento all'esempio indicato da admin, diciamo che per il calcolo del campo magnetico va in base alle dimensioni del solenoide:

Se il solenoide è molto lungo rispetto al suo diametro (medio) allora la classica relazione può essere una buona approssimazione per calcolo del campo magnetico massimo.

Se invece la lunghezza del solenoide è dello stesso ordine di grandezza del diametro medio allora per il calcolo del campo magnetico è bene utilizzare la relazione presente nel post linkato da admin dove si utilizza il sistema di riferimento.

Riguardo a quest'ultima relazione però non mi è chiara una cosa. Grazie al disegno molto esaustivo fatto da RenzoDF, si capisce l'andamento del campo magnetico all'interno del solenoide, ma nel caso avessi più stati di spire?? Che raggio dovrei usare? Il raggio medio?

[andre29]

Comunque tramite la razione più complessa del (solenoide definito), usando il raggio medio dello spessore del solenoide il risultato è simile al risultato prodotto dal simulatore FEMM. Si discosta di poco a differenza dalla formula classica. Il prossimo passo è capire cosa succede se si inserisce un nucleo all'interno del solenoide.
Grazie a tutti per l'aiuto.