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
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
| Símbolo | Significado | Unidad |
|---|---|---|
nt | Espiras por bobina | — |
i | Corriente | A |
rc | Radio de las bobinas | cm |
s | Distancia entre las bobinas | cm |
z | Posición en el eje (desde el centro) | cm |
B | Campo en esa posición | µT |
B0 | Campo en el centro | µT |
DV | Diferencia respecto al centro | % |
BH | Campo de Helmholtz ideal (distancia = radio) | µT |
BS | Campo en el centro de una sola bobina | µT |
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.