Fuerza del solenoide

Me gustaría aproximar la fuerza de un solenoide, o al menos encontrar una fórmula que sea proporcional a la fuerza para poder encontrar experimentalmente la constante para mi caso particular. Aparentemente, una respuesta exacta a esto es difícil e involucra física cuántica que está un poco más allá de mí; algo sobre el modelo Ising. He encontrado F = ( norte I ) 2 m 0 A 2 gramo 2 , dónde norte es el número de bucles, I es actual a través del solenoide, A es el área de la sección transversal del interior del solenoide y gramo es el "es la longitud del espacio entre el solenoide y una pieza de metal". Encontré eso aquí .

¿Es esta una aproximación decente? Si es así, ¿podría definir más rigurosamente gramo , porque no sé qué distancia se supone que es. Si no es así, ¿qué podría usar en su lugar? Encontré el modelo de Gilbert en Wikipedia que aparentemente es una buena aproximación de la fuerza entre imanes. ¿Podría usar esto para aproximar la fuerza sobre una pieza de hierro de un solenoide?

Creo que el modelo al que te refieres sería una buena aproximación solo si la distancia entre los dos objetos es mucho mayor que sus dimensiones. En el caso de una pieza de hierro, necesitaría conocer el momento dipolar magnético por unidad de volumen y luego usar la integración y la expresión de la fuerza entre dos dipolos para calcular la fuerza resultante. Sin embargo, el cálculo sería bastante complejo.
El modelo que cita asume suposiciones muy específicas y más o menos hipotéticas con respecto a la geometría del solenoide y su trayectoria de flujo. En los solenoides del mundo real, esta geometría es deliberadamente compleja para maximizar la fuerza magnética o proporcionar una fuerza uniforme sobre el recorrido del solenoide. El modelo de Ising y modelos similares solo pueden proporcionar una estimación aproximada del comportamiento de fuerza-corriente-desplazamiento. Para predicciones más prácticas y precisas, se requieren métodos numéricos: software de modelado electromagnético finito en 3D.

Respuestas (1)

En el interior de un solenoide el campo magnético es uniforme en magnitud y dirección y viene dado por:

B = m 0 norte I L
Dónde norte es el número de vueltas, L la longitud del solenoide y I la corriente a través de él. Aplicar
F = q v B pecado ⁡ θ
se puede encontrar la fuerza.

esta es la fuerza sobre una carga en movimiento NO la fuerza sobre una pieza estacionaria de metal ferromagnético. Estas son cosas muy diferentes.
Lamentablemente nadie respondió. También hice la pregunta similar aquí y nadie respondió también.
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