5.1 Die Helmholtzspulen

Die Erzeugung eines möglichst homogenen Magnetfeldes ist für viele Experimente der Physik wesentlich. Die klassische Lösung dieser Aufgabe, die auf Helmholtz zurückgeht, wird hier in einer eher modellhaften Version vorgestellt. In Realität werden die hier benutzten Stromringe durch Spulen ersetzt.

Aufgabenstellung

Zwei dünne Kreisringe mit Radius stehen senkrecht zu einer gemeinsamen Achse. Ihr Abstand ist (Abb. 0.1). Beide Ringe werden gleichsinnig von einem Strom der gleichen Stärke durchflossen.

Abbildung 0.1: Die Helmholtzanordnung

• Wie müssen und aufeinander abgestimmt sein, damit das Magnetfeld um den Mittelpunkt der Anordnung möglichst homogen ist?
• Berechne die Abweichung von der Homogenität entlang der Achse in niedrigster Ordnung.
• Skizziere und diskutiere dieses Ergebnis.

Fragen zur schrittweisen Gewinnung der Lösung

Lösung

Aufruf der Lösung

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