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Bobina de Maxwell

Líneas de campo magnético alrededor de una bobina de Maxwell
Módulo del campo magnético alrededor de una bobina de Maxwell

Una bobina de Maxwell es un dispositivo que produce un gran volumen de campo magnético casi constante (o de gradiente constante) . Recibe su nombre en honor al físico escocés James Clerk Maxwell .

Una bobina de Maxwell es una mejora de una bobina de Helmholtz : en funcionamiento proporciona un campo magnético aún más uniforme (que una bobina de Helmholtz), pero a expensas de más material y complejidad.

Descripción

Geometría de las bobinas de Maxwell

Un conjunto de bobinas de Maxwell de campo constante consta de tres bobinas orientadas sobre la superficie de una esfera virtual. [1] Según el diseño original de Maxwell de 1873: [2] cada una de las bobinas externas debe tener un radio y una distancia desde el plano de la bobina central de radio .

Maxwell especificó el número de vueltas como 64 para la bobina central y 49 para las bobinas exteriores. Aunque Maxwell no declaró específicamente que la corriente para las bobinas provenía de la misma fuente, su trabajo describía específicamente la construcción de un galvanómetro sensible diseñado para detectar una sola fuente de corriente. De ello se deduce que los amperios-vueltas de cada una de las bobinas más pequeñas deben ser exactamente iguales a las vueltas de la más grande.

Bobina de Maxwell de campo gradiente

Una bobina de Maxwell de campo de gradiente tiene esencialmente la misma geometría de la configuración de 3 bobinas anterior, pero se elimina la bobina central para dejar solo las dos bobinas más pequeñas, y la corriente en una de ellas se invierte. [3] Esto produce un campo magnético de gradiente uniforme cerca del centro de las dos bobinas. Maxwell describe el uso de la configuración de 2 bobinas para la generación de una fuerza uniforme en una bobina de prueba pequeña. [4] Una bobina de Maxwell de este tipo es similar a una bobina de Helmholtz con la distancia de la bobina aumentada desde el radio de la bobina hasta y las bobinas alimentadas con corrientes opuestas.

Véase también

Referencias

  1. ^ Garrett, Milan Wayne (1967). "Sistemas de bobinas cilíndricas gruesas para campos magnéticos fuertes con homogeneidades de campo o gradiente del sexto al veinte orden". Journal of Applied Physics . 38 (6): 2563–2586. Bibcode :1967JAP....38.2563G. doi :10.1063/1.1709950.
  2. ^ Clerk-Maxwell, James (1873). Tratado sobre electricidad y magnetismo. Vol. 2. Oxford: The Clarendon Press. pág. 319. ISBN 978-0-486-60636-1.
  3. ^ R. Pascone, Manhattan College, T. Vullo y PT Cahill (1993) Análisis teórico y experimental de gradientes de campo magnético para MRI de IEEE Explore .
  4. ^ Clerk-Maxwell, James (1873). Tratado sobre electricidad y magnetismo. Vol. 2. Oxford: The Clarendon Press. pág. 333. ISBN 978-0-486-60636-1.