Paritian

Física

Calculadora de Bobinas de Helmholtz

Campo magnético a lo largo del eje de un par de bobinas coaxiales, lo uniforme que es alrededor del centro, y el perfil del campo de cada bobina dibujado.

Resultados

Campo en esa posición 895,401 µT
Campo en el centro 899,176 µT
Diferencia respecto al centro -0,4198 %
Campo de Helmholtz ideal (distancia = radio) 899,176 µT
Campo en el centro de una sola bobina 628,319 µT
Cómo varía
Campo a lo largo del ejePosición en el eje (desde el centro) -20 – 20. Las dos bobinas: 139,426 → 139,426; Primera bobina: 32,1864 → 107,24; Segunda bobina: 107,24 → 32,1864Las dos bobinasPrimera bobinaSegunda bobina02004006008001000-20-1001020Posición en el eje (desde el centro) (cm)

La línea discontinua marca el valor que ha escrito.

Qué hace esta herramienta

Dos bobinas iguales separadas un radio crean entre ellas una zona de campo casi perfectamente uniforme: a esa distancia, la curvatura de los dos campos se anula exactamente. El montaje lleva el nombre de Hermann von Helmholtz y sigue siendo la forma en que los laboratorios calibran magnetómetros y anulan el campo terrestre. El gráfico muestra el campo de cada bobina a trazos y la suma en continuo: ponga una distancia mayor que el radio y aparece un hueco en el medio; póngala menor y el centro se abomba. El campo de cada espira sale de la ley de Biot–Savart en su eje.

Fórmula

B(z) = (μ₀ N I R² ÷ 2) × [(R² + (z − s/2)²)^(−3/2) + (R² + (z + s/2)²)^(−3/2)] · s = R: B₀ = (4/5)^(3/2) μ₀ N I ÷ R

Variables

SímboloSignificadoUnidad
ntEspiras por bobina—
iCorrienteA
rcRadio de las bobinascm
sDistancia entre las bobinascm
zPosición en el eje (desde el centro)cm
BCampo en esa posiciónµT
B0Campo en el centroµT
DVDiferencia respecto al centro%
BHCampo de Helmholtz ideal (distancia = radio)µT
BSCampo en el centro de una sola bobinaµT

Ejemplo resuelto

  • Espiras por bobina50
  • Corriente2 A
  • Radio de las bobinas10 cm
  • Distancia entre las bobinas10 cm
  • Posición en el eje (desde el centro)2,5 cm
  • Campo en esa posición895,401 µT
  • Campo en el centro899,176 µT
  • Diferencia respecto al centro-0,4198 %
  • Campo de Helmholtz ideal (distancia = radio)899,176 µT
  • Campo en el centro de una sola bobina628,319 µT

Limitaciones

  • La fórmula supone una geometría ideal — un hilo o una bobina infinitamente largos, una esfera perfectamente uniforme — en el vacío o en un material uniforme. Las piezas reales se acercan, pero los extremos, el metal cercano y los materiales magnéticos cambian el campo.
  • Mezclar unidades es la causa de error más común. Convierta todos los valores a las unidades indicadas junto a cada campo antes de calcular.