Кольца Гельмгольца (катушки Гельмгольца) — две соосно расположенные одинаковые радиальные катушки, расстояние между центрами которых равно их среднему радиусу. В центре системы имеется зона однородного магнитного поля. Используются для получения постоянного, переменного или импульсного магнитного поля с зоной однородности, которое обычно используется в экспериментах, а также для калибровки датчиков магнитной индукции, намагничивания и размагничивания постоянных магнитов, размагничивания стальных заготовок, деталей и инструментов. Область поля с неоднородностью менее 1% является эллипсоидом вращения близким к сфере радиусом 0.3R, что почти в 4 раза больше чем для одного кольца. Эллипсоид немного сжат вдоль оси.

Схематическое изображение колец Гельмгольца

Названы в честь немецкого физика Германа Гельмгольца.

Суммарный модуль индукции магнитного поля может быть получен из Закона Био — Савара — Лапласа[1]:

 
 
Где:
  = магнитная постоянная =  
  = ток через катушку, в амперах
  = радиус катушки, в метрах
  = расстояние по оси катушек, в метрах

Каждая катушка состоит из   витков. Общий ток:  .

Тогда,

 

Принимая во внимание, что расстояние по оси от катушки до центра x = R/2,

 

Умножая на 2 (катушки),

 

 

Примечания

править
  1. Field on Axis of Current Loop Архивная копия от 17 октября 2018 на Wayback Machine (англ.)