Maxwell Spule - Maxwell coil
Eine Maxwell-Spule ist eine Vorrichtung zur Erzeugung eines großen Volumens eines nahezu konstanten Magnetfelds (oder eines Magnetfelds mit konstantem Gradienten) . Es ist zu Ehren des schottischen Physikers James Clerk Maxwell benannt .
Eine Maxwell-Spule ist eine Verbesserung einer Helmholtz-Spule : Im Betrieb liefert sie ein noch gleichmäßigeres Magnetfeld (als eine Helmholtz-Spule), jedoch auf Kosten von mehr Material und Komplexität.
Beschreibung
Ein Maxwell-Spulensatz mit konstantem Feld besteht aus drei Spulen, die auf der Oberfläche einer virtuellen Kugel ausgerichtet sind. Gemäß Maxwells ursprünglichem Entwurf von 1873: Jede der äußeren Spulen sollte einen Radius und einen Abstand von der Ebene der zentralen Spule mit Radius haben .
Maxwell spezifizierte die Anzahl der Wicklungen als 64 für die zentrale Spule und 49 für die äußeren Spulen. Obwohl Maxwell nicht ausdrücklich feststellte, dass der Strom für die Spulen von derselben Quelle stammt, beschrieb seine Arbeit speziell den Aufbau eines empfindlichen Galvanometers zur Erfassung einer einzelnen Stromquelle. Daraus folgt, dass die Amperewindungen für jede der kleineren Spulen genau den Windungen der größeren entsprechen müssen.
Gradientenfeld-Maxwell-Spule
Eine Gradientenfeld-Maxwell-Spule hat im Wesentlichen die gleiche Geometrie wie die obige 3-Spulen-Konfiguration, wobei die zentrale Spule entfernt wurde, um nur die kleineren zwei Spulen zu belassen. Wenn der Strom in einer der Spulen umgekehrt wird, wird nahe der Mitte der beiden Spulen ein Magnetfeld mit gleichmäßigem Gradienten erzeugt. Maxwell beschreibt die Verwendung der 2-Spulen-Konfiguration zur Erzeugung einer gleichmäßigen Kraft auf eine kleine Testspule. Eine Maxwell-Spule dieses Typs ähnelt einer Helmholtz-Spule, wobei der Spulenabstand vom Spulenradius zu vergrößert wird und die Spulen mit entgegengesetzten Strömen gespeist werden.
