Kumparan Helmholtz

Xiamen Dexing Magnet Tech. Co.% 2c Ltd.

Dexing Magnet adalah perusahaan besar dengan kualitas unggul dan layanan sempurna dalam industri magnetometer dan permesinan internasional.

Mengapa Memilih Kami

Tim Profesional

Perusahaan ini memiliki sekelompok teknisi dan manajer berpengalaman dalam industri magnetometer dan magnetik.

Kualitas yang sangat baik

Telah memperkenalkan teknologi canggih dari Jepang dan Eropa, bekerja sama dengan universitas-universitas dalam negeri dan lembaga-lembaga penelitian ilmiah, dan dapat memproduksi set lengkap peralatan magnetoelektrik.

Pelayanan yang baik

Kami menawarkan solusi penyesuaian yang komprehensif, yang dirancang untuk memenuhi kebutuhan dan persyaratan spesifik klien kami.

Solusi Satu Atap

Menyediakan dukungan teknis, pemecahan masalah, dan layanan pemeliharaan.

Apa itu Kumparan Helmholtz dan Aplikasinya?

Kumparan Helmholtz merupakan susunan yang terdiri dari sepasang kumparan melingkar identik yang ditempatkan sejajar satu sama lain dan dipisahkan oleh jarak yang sama dengan jari-jari setiap kumparan, umumnya digunakan untuk menghasilkan medan magnet yang ditentukan secara akurat dari DC hingga ujung atas rentang frekuensi audio dan seterusnya.

Kumparan-kumparan tersebut dirangkai secara seri sehingga arus yang mengalir melalui kumparan-kumparan tersebut searah, dan kumparan-kumparan tersebut diposisikan sedemikian rupa sehingga sumbu setiap kumparan sejajar dengan sumbu kumparan lainnya. Ketika arus listrik mengalir melalui kumparan-kumparan tersebut, medan magnet yang dihasilkan hampir seragam di daerah antara kumparan-kumparan tersebut.

Medan magnet seragam yang dihasilkan oleh kumparan Helmholtz dapat digunakan untuk mensimulasikan efek medan magnet pada perangkat dan sistem elektronik. Hal ini khususnya berguna dalam pengujian EMC, di mana efek medan magnet pada perangkat elektronik harus dievaluasi.

Dengan menempatkan perangkat atau sistem elektronik di dalam wilayah medan magnet seragam yang dihasilkan oleh kumparan Helmholtz, kerentanannya terhadap gangguan magnetik dapat diuji. Keseragaman medan magnet memastikan bahwa efek medan magnet pada perangkat atau sistem konsisten di seluruh wilayah.

Sensor medan magnet seperti sensor efek Hall atau magnetometer fluxgate umumnya digunakan untuk mengukur kekuatan dan keseragaman medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan Helmholtz. Sensor ini dapat memberikan pengukuran medan magnet yang akurat dan tepat, yang penting untuk banyak aplikasi ilmiah dan teknik.

Sensor gerak putar, seperti enkoder, dapat digunakan untuk mengukur putaran kumparan itu sendiri. Hal ini penting untuk aplikasi tertentu, seperti saat kumparan perlu diputar untuk mengubah orientasi medan magnet.

Sensor gerak linear, seperti potensiometer linear atau enkoder linear, dapat digunakan untuk mengukur posisi kumparan di sepanjang sumbu sistem kumparan Helmholtz. Hal ini penting untuk memastikan bahwa kumparan sejajar dengan benar dan medan magnet seragam di wilayah yang diinginkan.

Kumparan Helmholtz digunakan dalam berbagai aplikasi ilmiah, teknik, dan industri yang membutuhkan medan magnet seragam. Beberapa aplikasi umum kumparan Helmholtz meliputi:

Pengujian Medan Magnet:Kumparan Helmholtz sering digunakan di laboratorium untuk menghasilkan medan magnet yang diketahui dan seragam untuk pengujian dan kalibrasi sensor magnetik, magnetometer, dan instrumen pengukur medan magnet lainnya.

Pengujian EMC:Kumparan Helmholtz umumnya digunakan dalam pengujian kompatibilitas elektromagnetik (EMC) untuk menghasilkan medan magnet yang seragam untuk pengujian perangkat dan sistem elektronik.

Penelitian Fisika:Kumparan Helmholtz digunakan dalam penelitian fisika untuk mempelajari perilaku partikel bermuatan dan menyelidiki sifat-sifat material dalam medan magnet.

Aplikasi Medis:Kumparan Helmholtz digunakan dalam aplikasi medis seperti pencitraan resonansi magnetik (MRI) untuk menghasilkan medan magnet yang seragam untuk pencitraan tubuh.

Geofisika:Kumparan Helmholtz digunakan dalam geofisika untuk mensimulasikan medan magnet Bumi dan mempelajari perilaku bahan magnetik dalam medan magnet Bumi.

Pengujian Material:Kumparan Helmholtz digunakan dalam ilmu material dan rekayasa untuk mempelajari sifat magnetik suatu material dan menguji efektivitas material magnetik dalam melindungi terhadap medan magnet eksternal.

Cara Kerja Kumparan Helmholtz

Kumparan Helmholtz biasanya terdiri dari dua kumparan melingkar paralel dengan radius dan jumlah lilitan yang sama persis, yang dipasang pada sumbu yang sama dan radiusnya sama dengan jarak di antara keduanya. Jarak di antara keduanya sering disebut sebagai "lebar" kumparan Helmholtz.

Ketika dua kumparan dialirkan arus listrik ke arah yang sama, keduanya menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini dapat dijelaskan dengan persamaan Maxwell. Karena kumparan Helmholtz simetris, medan magnet yang dihasilkannya seragam di sepanjang porosnya.

Bila kedua kumparan diberi arus balik, superposisi melemahkan medan magnet, sehingga muncul daerah dengan medan magnet nol.

Bahan Utama yang Digunakan dalam Pembuatan Kumparan Helmholtz

Pemilihan material untuk pembuatan kumparan Helmholtz sangat penting untuk mencapai kinerja dan ketahanan yang diinginkan. Beberapa material utama yang digunakan dalam pembuatan kumparan Helmholtz meliputi:

Kawat tembaga:Tembaga merupakan pilihan umum untuk gulungan kumparan karena konduktivitas listrik dan stabilitas termalnya yang tinggi.

Bahan non-magnetik:Untuk meminimalkan gangguan pada medan magnet, bahan non-magnetik seperti aluminium atau baja tahan karat sering digunakan untuk pembentuk kumparan dan struktur pendukung.

Bahan isolasi:Isolasi diperlukan untuk mencegah korsleting dan mengurangi kehilangan energi. Bahan seperti pita enamel atau polimida biasanya digunakan untuk mengisolasi lilitan kumparan.

Inti feromagnetik:Dalam beberapa kasus, inti feromagnetik yang terbuat dari bahan seperti besi atau ferit dapat digunakan untuk meningkatkan kekuatan dan fokus medan magnet.

Kayu mungkin merupakan pilihan yang tidak konvensional tetapi layak untuk pembuatan kumparan Helmholtz. Meskipun tidak umum digunakan dalam pembuatan kumparan, kayu dapat menawarkan keuntungan unik seperti sifat isolasinya dan kemampuan untuk meredam getaran. Selain itu, kayu dapat dengan mudah dibentuk dan disesuaikan untuk memenuhi persyaratan desain tertentu, menjadikannya pilihan material serbaguna untuk pembentuk kumparan dan struktur pendukung.

Pemilihan material yang tepat bergantung pada faktor-faktor seperti kekuatan medan magnet yang dibutuhkan, kondisi pengoperasian, dan pertimbangan biaya.

Cara Mengukur Karakteristik Magnet Permanen dengan Kumparan Helmholtz

Medan magnet tidak kasat mata, jadi tidak ada cara untuk mengetahui apakah magnet itu bagus atau jelek hanya dengan melihatnya. Ada berbagai alat untuk pengujian yang tersedia, tetapi salah satu yang paling sederhana dan populer adalah kumparan Helmholtz. Terhubung ke fluksmeter, Anda dapat menggunakannya untuk mengukur momen magnetik atau momen dipol magnet permanen.

Bagaimana itu bekerja
Kumparan Helmholtz menangkap garis medan magnet dari magnet, mirip dengan cara penggunaan jaring kupu-kupu.
Hampir semua kawat yang dililitkan sebagai kumparan dapat digunakan untuk menangkap dan mengukur medan yang dihasilkan oleh magnet, tetapi untuk memaksimalkan sensitivitas dan kegunaan, susunan khusus dari dua kawat akan berfungsi paling baik:

Susunan ini pertama kali dijelaskan secara matematis oleh fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz, dan susunan kumparan ini dinamai untuk menghormatinya. Kumparan Helmholtz berisi dua kumparan magnet identik yang ditempatkan secara konsentris di sepanjang sumbu yang sama. Ada satu kumparan di setiap sisi area eksperimen tempat setiap sampel magnet ditempatkan. Jumlah garis medan magnet yang dihasilkan dan ditangkap oleh kumparan Helmholtz berbanding lurus dengan kekuatan sampel magnet. Karena volume dan material adalah sifat yang tetap, menangkap garis medan magnet memberi tahu seseorang apakah magnet tersebut termagnetisasi dengan benar.

Bagaimana cara menggunakannya
Untuk pengukuran kumparan Helmholtz, kumparan harus minimal tiga kali lebih besar dari magnet. Kumparan dihubungkan ke fluksmeter. Magnet ditempatkan di tengah kumparan, fluksmeter dinolkan, dan magnet ditarik langsung keluar dari kumparan. Fluksmeter menampilkan berapa banyak garis medan magnet yang ditangkap oleh kumparan. Umumnya, nilai minimum yang dapat diterima dihitung sebelumnya.

Konsistensi dan kecepatan
Salah satu dari banyak keuntungan pengukuran kumparan Helmholtz adalah toleransinya terhadap variabilitas. Pengguna A akan memperoleh hasil pembacaan yang hampir sama dengan Pengguna B atau Pengguna C. Setelah pengaturan selesai, pengukuran hanya memerlukan waktu beberapa detik, sehingga dapat digunakan dalam lingkungan produksi dengan kuantitas tinggi.

Perbedaan Antara Fluks Magnetik dan Kumparan Magnetik

Fluks magnetik, juga dikenal sebagai fluks magnet, adalah jumlah total garis medan magnet yang melewati suatu luas penampang tertentu, dilambangkan dengan Φ, dan satuannya adalah Web (Bot) Wb.
Ekspresi fluks magnetik yang melewati kumparan adalah: Φ=B*S (di mana B adalah intensitas induksi magnetik dan S adalah luas kumparan.)

Fluks magnet dari magnet permeabel jauh lebih besar daripada fluks magnet udara (vakum); misalnya, transformator adalah perangkat yang menggabungkan energi dengan mengubah fluks magnet. Jika sekunder transformator mengalami hubung singkat, fluks magnet akan terhalang dan impedansi masukan akan menjadi lebih kecil.

Intensitas induksi magnetik - jumlah garis medan magnet yang melewati per satuan luas yang tegak lurus terhadap arah garis medan magnet, juga disebut kerapatan garis medan magnet, juga disebut kerapatan fluks magnetik, dilambangkan dengan B, dan satuannya adalah tex (Sla) T.
Fluks magnetik yang disebutkan di pasaran mengacu pada inti ferit silinder dengan lubang tembus, yang dapat dilalui kawat untuk menekan gangguan elektromagnetik (penekanan EMI).

Magnetosfer adalah medan magnet Bumi yang jauh. Ini adalah produk dari interaksi antara medan magnet Bumi dan angin matahari. Batas luar magnetosfer adalah magnetopause, yang dapat mencapai ruang 13,000 kilometer. Ini adalah cincin terluar di sekitar bumi dan jauh melampaui batas terluar atmosfer bumi. Oleh karena itu, magnetosfer disebut lingkaran luar super. Lapisan terluar Bumi. Lingkaran Magnetik Karena aksi angin matahari, lingkaran toroidal yang ideal tidak ada lagi. Tekanan angin matahari memampatkan magnetosfer di sisi yang menghadap matahari, di mana garis-garis medan magnet hampir terjepit bersama dan magnetosfer menjadi sempit; sementara di sisi lain yang membelakangi matahari, bagian atas magnetosfer memanjang jauh dan garis-garis medan magnet sangat jarang. , magnetosfer menjadi lebih lebar. Oleh karena itu, bentuk kumparan magnet agak mirip dengan penampilan komet.

Magnetosfer adalah medan magnet Bumi yang jauh. Medan magnet ini merupakan hasil interaksi antara medan magnet Bumi dan angin matahari. Batas luar magnetosfer adalah magnetopause, yang dapat mencapai ruang seluas 13.000 kilometer. Magnetosfer merupakan cincin terluar di sekitar Bumi dan jauh melampaui batas terluar atmosfer Bumi. Oleh karena itu, magnetosfer disebut superlingkaran luar. Lapisan terluar Bumi. Lingkaran Magnetik Karena aksi angin matahari, lingkaran toroidal yang ideal tidak ada lagi.

Tekanan angin matahari memampatkan magnetosfer di sisi yang menghadap matahari, di mana garis-garis medan magnet hampir terjepit bersama dan magnetosfer menjadi sempit; sementara di sisi lain yang membelakangi matahari, bagian atas magnetosfer memanjang jauh dan garis-garis medan magnet sangat jarang. , magnetosfer menjadi lebih lebar. Oleh karena itu, bentuk kumparan magnet agak mirip dengan penampakan komet. Magnetosfer memainkan peran besar dalam melindungi kehidupan di permukaan. Ia menangkap partikel yang berbahaya bagi manusia dan kehidupan yang dibawa oleh angin matahari dan mengurungnya di magnetosfer sehingga tidak dapat mencapai tanah dan hanya dapat lolos dari ekor magnet. manusia dan kehidupan dari bahaya.

Bila terjadi gangguan pada ujung frekuensi rendah, sebaiknya kabel dililitkan sebanyak 2 hingga 3 putaran. Bila terjadi gangguan pada ujung frekuensi tinggi, kabel tidak dapat dililitkan dan sebaiknya digunakan cincin magnet yang lebih panjang.

Pabrik kami

Dexing Magnet terletak di kota Xiamen, Cina yang merupakan semenanjung yang indah dan pelabuhan laut internasional, dengan pabrik di Jiangsu, Zhejiang Cina, didirikan pada tahun 1985, identitas sebelumnya adalah satu pabrik militer, yang meneliti dan mengembangkan suku cadang komunikasi, fasilitas ini kemudian diakuisisi oleh Dexing Group pada tahun 1995.

Tanya Jawab Umum

T: Untuk apa kumparan Helmholtz digunakan?

A: Kumparan Helmholtz biasanya digunakan untuk eksperimen ilmiah, kalibrasi magnetik, untuk menghilangkan medan magnet latar belakang (bumi), dan untuk pengujian kerentanan medan magnet peralatan elektronik.

T: Apa perbedaan antara solenoid dan kumparan Helmholtz?

A: Solenoid hanyalah satu kumparan kawat, biasanya dililitkan di sekitar inti besi, sering digunakan sebagai elektromagnet dalam relai. Kumparan Helmholtz adalah sepasang kumparan besar tanpa inti besi, yang diberi jarak yang merupakan sebagian kecil dari diameter kumparan.

T: Apa yang diukur oleh kumparan Helmholtz?

A: Kumparan Helmholtz mengukur sampel magnet sebagai momen magnetik tunggal asalkan dimensi terpanjang sampel magnet kurang dari sepertiga (1/3) diameter sistem kumparan. Menurut definisi, momen magnetik per satuan volume adalah magnetisasi intrinsik sampel.

T: Apakah kumparan Helmholtz AC atau DC?

A: Kumparan Helmholtz AC
Medan magnet Helmholtz dibuat menggunakan arus bolak-balik atau arus searah. Sejumlah besar aplikasi kumparan Helmholtz adalah medan magnet statis (konstan) dan medan ini memanfaatkan arus searah. Aplikasi tertentu memerlukan medan magnet nonstatis pada frekuensi yang sangat tinggi (khz hingga MHz).

T: Untuk apa Helmholtz digunakan?

A: Fungsi Helmholtz digunakan untuk menggambarkan fluida murni dengan presisi tinggi sebagai jumlah gas ideal dan komponen residu, seperti refrigeran industri.

T: Bagaimana kumparan Helmholtz menghilangkan medan magnet bumi?

A: Dengan kumparan Helmholtz yang disejajarkan dengan tepat sehingga sumbu longitudinal kumparan menunjuk sepanjang arah utara-selatan magnetik, Anda dapat menghilangkan komponen horizontal medan Bumi ( ) ketika arus yang cukup disalurkan melalui kawatnya.

T: Apa keuntungan menggunakan satu set kumparan Helmholtz?

J: Kumparan Helmholtz menawarkan medan magnet seragam yang penting untuk aplikasi presisi seperti MRI dan penangkapan partikel, yang tidak dapat dicapai dengan satu magnet kecil. Keseragaman ini meningkatkan akurasi dan konsistensi dalam eksperimen ilmiah dan diagnostik medis.

T: Apa perbedaan antara kumparan Helmholtz dan kumparan Maxwell?

J: Kumparan Maxwell merupakan penyempurnaan kumparan Helmholtz: dalam pengoperasiannya ia menghasilkan medan magnet yang lebih seragam (dibandingkan kumparan Helmholtz), tetapi dengan mengorbankan lebih banyak material dan kompleksitas.

T: Apa pentingnya fungsi Helmholtz?

A: Energi bebas Helmholtz merupakan potensi termodinamika yang sangat berguna yang dapat digunakan untuk memprediksi spontanitas, keadaan kesetimbangan, arah perubahan, dan kerja maksimum untuk sistem dan proses pada suhu dan volume konstan.

T: Apa saja penerapan energi Helmholtz?

A: Aplikasi Persamaan Helmholtz
Tsunami. Letusan gunung berapi. Pencitraan medis. Elektromagnetisme: Dalam ilmu optik, persamaan Gibbs-Helmholtz: Digunakan dalam perhitungan perubahan entalpi menggunakan perubahan energi Gibbs saat suhu divariasikan pada tekanan konstan.

T: Apa tujuan kumparan Helmholtz?

A: Digunakan untuk menghasilkan medan magnet seragam antara dua kumparan melingkar.

T: Apa aturan tangan kanan untuk kumparan Helmholtz?

A: Arah: Arah dari diberikan oleh aturan tangan kanan lurus-melingkar: Pegang kumparan tersebut sehingga jari-jari tangan kanan Anda melingkarinya sesuai arah arus; ibu jari Anda yang terulur kemudian menunjuk ke arah momen dipol μ.

T: Mengapa Helmholtz menggunakan dua kumparan?

J: Helmholtz menemukan bahwa menyelaraskan dua kumparan identik secara konsentris dengan arus yang mengalir melalui keduanya ke arah yang sama akan menciptakan medan magnet yang seragam di antara keduanya. Teknologi ini sejak saat itu digunakan terutama untuk mengkalibrasi instrumen magnetik.

T: Bagaimana Anda menghubungkan kumparan Helmholtz?

A: Untuk membuat kumparan Helmholtz, dua kumparan serupa dengan jari-jari R ditempatkan pada jarak yang sama R. Ketika kumparan-kumparan tersebut terhubung sedemikian rupa sehingga arus yang melalui kumparan-kumparan tersebut mengalir ke arah yang sama, kumparan Helmholtz menghasilkan suatu wilayah dengan medan magnet yang hampir seragam.

T: Apakah kumparan Helmholtz merupakan solenoida?

A: Medan magnet dihasilkan ketika arus listrik mengalir di kawat. Ada banyak jenis kumparan magnet, seperti solenoida misalnya, tetapi kumparan yang digunakan dalam kumparan Helmholtz adalah kumparan tipis, dengan lilitan dengan penampang yang relatif kecil dibandingkan dengan diameter kumparan.

T: Mengapa kumparan Helmholtz dimiringkan?

A: (Dalam kasus ini, medan magnet bumi, meskipun relatif lemah, menyebabkan efek yang signifikan pada pembelokan sinar. Kumparan Helmholtz juga dimiringkan sehingga medan yang dihasilkannya berada dalam arah yang berlawanan dengan medan magnet bumi.)

T: Berapa jarak antar kumparan Helmholtz?

A: Jarak Helmholtz adalah jarak kumparan yang turunan kedua medannya hilang di bagian tengah. Untuk kumparan melingkar, jarak ini sama dengan setengah diameter kumparan; untuk kumparan persegi, jarak ini sama dengan 0.5445 dikalikan panjang sisinya.

T: Bagaimana kita dapat menghilangkan medan magnet bumi?

A: Dengan mengarahkan dan menyesuaikan arus secara hati-hati dalam kumparan Helmholtz yang besar, sering kali memungkinkan untuk membatalkan medan magnet eksternal (seperti medan magnet Bumi) di wilayah ruang angkasa yang eksperimennya memerlukan tidak adanya semua medan magnet eksternal.

T: Apa tujuan dari kumparan Helmholtz?

J: Terdiri dari dua elektromagnet pada sumbu yang sama, yang mengalirkan arus listrik yang sama ke arah yang sama. Selain menciptakan medan magnet, kumparan Helmholtz juga digunakan dalam peralatan ilmiah untuk meniadakan medan magnet eksternal, seperti medan magnet Bumi.

T: Apa saja kesalahan pada kumparan Helmholtz?

A: Beberapa sumber kesalahan umum dalam perhitungan Eksperimen Kumparan Helmholtz meliputi pengukuran yang tidak akurat, variasi arus yang mengalir melalui kumparan, dan medan magnet eksternal yang mengganggu eksperimen.

Sebagai salah satu produsen dan pemasok kumparan helmholtz terkemuka di Cina, kami dengan hangat menyambut Anda untuk membeli kumparan helmholtz yang disesuaikan dari pabrik kami. Semua peralatan memiliki kualitas tinggi dan harga yang kompetitif.

Sumber medan magnet untuk navigasi magnet, Sumber medan pengujian pelestarian makanan, Sumber medan magnet dengan pengontrol