Helmholtz-renkaat ( Helmholtz- kelat ) ovat kaksi identtistä säteittäistä koaksiaalisesti sijoitettua kelaa , joiden keskipisteiden välinen etäisyys on yhtä suuri kuin niiden keskimääräinen säde. Järjestelmän keskellä on tasaisen magneettikentän vyöhyke. Niitä käytetään vakio-, vaihtuva- tai pulssimagneettikentän saamiseksi tasaisuusvyöhykkeellä, jota yleensä käytetään kokeissa, sekä kalibroimaan magneettisia induktioantureita , magnetoimaan ja demagnetoimaan kestomagneetteja , demagnetoimaan terästyökappaleita, osia ja työkaluja. Kenttäalue, jonka epähomogeenisuus on alle 1 %, on kiertoellipsoidi lähellä palloa, jonka säde on 0,3R, mikä on lähes 4 kertaa suurempi kuin yhdellä renkaalla. Ellipsoidi on hieman puristettu akselia pitkin.
Nimetty saksalaisen fyysikon Hermann Helmholtzin mukaan .
Magneettikentän induktion kokonaismoduuli voidaan saada Biot-Savart-Laplacen laista [1] :
Missä: = magneettivakio = = virta kelan läpi, ampeerina = kelan säde metreinä = etäisyys kelojen akselilla, metreinäJokainen kela koostuu kierroksista. Kokonaisvirta: .
Sitten,
Ottaen huomioon, että etäisyys akselia pitkin kelasta keskustaan on x = R/2,
kertomalla 2:lla (kelat),
|