条形磁铁和螺线管

条形磁铁和螺线管的功能是产生磁场。这两种设备结构和特性不同，但工作原理相同。让我们详细讨论一下。

条形磁铁

条形磁铁是具有永久磁性的矩形金属块。它有两个极：北极和南极。它不需要任何电流来产生磁场。它产生自己的磁场。条形磁铁的例子包括冰箱贴和指南针。条形磁铁在自由悬挂时会自动沿着磁场对齐。

条形磁铁的应用包括实验室、收音机、电视和医疗领域。

同极相斥，异极相吸。这些定律被称为吸引和排斥定律。

吸引定律

磁铁的北极会吸引另一磁铁的南极。同样，磁铁的南极会吸引另一磁铁的北极。

排斥定律

磁铁的北极会排斥另一磁铁的北极。同样，磁铁的南极会排斥另一磁铁的南极。

下图显示了一个简单的条形磁铁

条形磁铁分类

条形磁铁有两种类型：天然磁铁和人造磁铁。

天然磁铁是在自然界中发现的，无需人工干预。它的磁场较弱。人造磁铁是人工制造的，具有不同的形状。它具有强大的磁场。例如，环形磁铁、马蹄形磁铁、条形磁铁等。条形磁铁的磁性强度在两极处最高。

条形磁铁类型

条形磁铁主要有两种类型，列出如下：

1. 圆柱形磁铁
2. 矩形磁铁

圆柱形磁铁

圆柱形磁铁呈圆柱形。它也称为棒状磁铁。由于其较厚的厚度，它具有高磁性。它用于与实验相关的应用。

矩形磁铁

矩形磁铁呈矩形。它也具有很强的磁性。条形磁铁也是矩形磁铁的一种。它用于电子设备和医疗等应用。

条形磁铁的优点

条形磁铁的优点如下：

• 可移植
• 无需电力
• 易于获取
• 强磁场
• 它有两个极：北极和南极。
• 磁场强度在两极处最高。
• 它用于各种应用，如扬声器、电子设备等。
• 它被广泛用于实验目的。

螺线管

螺线管是一种机电设备，可将电能转换为机械能。螺线管也称为电磁铁，因为它通过流经电路的电流产生磁场。

螺线管的磁性不是永久的。只要电流在电路中流动，它就保持磁性。

螺线管电路包括一个线圈（绕成螺旋状的导线）、一个金属芯和一个外部电源。当电源打开时，电流流过线圈。线圈以螺旋状缠绕在金属芯上。它会产生磁场，金属芯会像磁铁一样工作。我们可以通过将铁金属靠近电磁铁来测试。

螺线管有多种应用，如电感器、天线、医疗器械、发动机等。

螺线管的优点

螺线管的优点如下：

• 低成本
• 易于建造
• 初学者易于使用
• 它是发动机中化石燃料源的替代品
• 易于安装
• 无污染
• 易于更换
• 可用于交流和直流电压
• 在汽车领域有广泛应用
• 低功耗

有关螺线管的详细信息，请单击螺线管(螺线管)。

条形磁铁与螺线管

条形磁铁和螺线管的功能是产生磁场，但磁场的产生过程和它们的特性是不同的。条形磁铁和螺线管之间的区别如下表所示：

将条形磁铁视为等效螺线管

可以通过有限长度的螺线管来证明条形磁铁作为等效螺线管，如下所示：

其中，

R 是螺线管的半径

2d 是螺线管的总长度

N = 螺线管的匝数

I = 流过螺线管的电流

dx = 小元素的厚度

x = 从中心 O 到小元素的距离

由 N 匝螺线管产生的磁场为：

dB = μNdxIa²/ 2[(r - x)² + a²]^3/2

考虑螺线管的轴向场，当 r >> 1 且 r >> a 时，分母部分可以表示为：

[(r - x)² + a²]^3/2 = r³

从 -1 到 1 积分，

B = μ NI2a²/ 2r³… (1)

螺线管的磁矩由下式给出：

m = N x I × A

其中，

I 是流过线圈的电流大小

A 是横截面积

N 是螺线管的匝数

将磁矩代入方程 (1)，我们得到：

B = μ 2m/ 2r³

或

B = μ_o 2m/4? 2r³

条形磁铁的磁矩由下式给出：

m = P × 2d

其中，

P 是极强度

d 是磁铁两极（北极和南极）之间的距离，或磁铁的总长度

螺线管的磁矩等于条形磁铁的磁矩。因此，我们可以说条形磁铁表现得像一个等效的螺线管。

示例

让我们讨论一些基于条形磁铁和螺线管的例子，它们将以 MCQ（多项选择题）的形式出现。

例 1： 螺线管通常被称为

1. 永久磁铁
2. 电磁体
3. 弱磁铁
4. 以上都不是

例 2： 电磁铁用于应用

1. 扬声器
2. 蜂鸣器
3. 电机
4. 以上全部。

例 3： 当磁极到中心的距离为 3 米，极强度为 10 安培米时，条形磁铁的磁矩是多少？

1. 30 Am²
2. 15 Am²
3. 60 Am²
4. 18 Am²

例 4： 磁铁磁矩的单位是

1. Am
2. Am²
3. Am^-1
4. Am^-2