Zylinderspule

Eine Zylinderspule ist ein leitender Draht, der mit einem isolierenden Material beschichtet ist und eng in Form einer spiraligen Spule gewickelt ist. Das magnetische Feld für eine Zylinderspule ist die Vektorsumme des magnetischen Feldes aufgrund seiner einzelnen Windungen. Für eine ideale Zylinderspule ist das magnetische Feld im Inneren fast gleichmäßig und parallel zur Achse der Zylinderspule, während das magnetische Feld außerhalb der Zylinderspule fast null ist.

Jede Windung in einer Zylinderspule kann als eine kreisförmige stromführende Spule approximiert werden, die ein Dipolmoment erzeugt. Das magnetische Dipolmoment aufgrund jeder Windung entspricht dem Produkt aus Stromstärke und Fläche der Schleife. Somit ist das gesamte magnetische Dipolmoment aller Windungen in einer Zylinderspule gleich dem Dipolmoment aufgrund jeder Windung multipliziert mit der Gesamtanzahl an Windungen.

Eine Zylinderspule ist ein Elektromagnet mit Nord- und Südpolen, die durch seine Länge getrennt sind, ähnlich wie bei einem Stabmagneten. Wenn eine Zylinderspule mit einer Batterie verbunden ist, fungiert das Ende, das mit dem negativen Pol der Batterie verbunden ist, als Nordpol, während das andere Ende als Südpol fungiert. Daher ist das magnetische Moment einer Zylinderspule gleich dem eines Stabmagneten. Daher ähnelt das magnetische Feldmuster einer Zylinderspule dem Muster eines Stabmagneten.

Die Veränderung der Stromstärke und der Anzahl der Windungen in einer Zylinderspule verändert dessen magnetische Feldstärke, während die magnetische Feldstärke eines Stabmagneten festgelegt ist. Die Polarität einer Zylinderspule kann durch Ändern der Stromrichtung umgekehrt werden, während ein Stabmagnet eine feste Polarität besitzt. Das Ausschalten des Stroms in einer Zylinderspule entmagnetisiert sie.

Da ihre magnetische Feldstärke kontrollierbar ist, werden Zylinderspulen in verschiedenen Anwendungen wie Automobilzündsystemen, Relais, Ventilen usw. verwendet.