Die Helmholtz-Spule

Als Helmholtz-Spule bezeichnet man eine besondere Spulenanordnung, die auf den deutschen Physiker Hermann von Helmholtz (1821–1894) zurückgeht: Zwei kurze Spulen mit großem Radius R werden im Abstand R auf gleicher Achse parallel aufgestellt und gleichsinnig von Strom durchflossen (bei gegensinnigem Stromfluss siehe Maxwellspule).


Helmholtz-Spulen

Das Feld jeder einzelnen Spule ist inhomogen. Durch die Überlagerung beider Felder ergibt sich zwischen beiden Spulen nahe der Spulenachse ein Bereich mit weitgehend homogenem Magnetfeld, das für Experimente frei zugänglich ist.

Es gibt Helmholtzspulen in verschiedenen Bauformen: zylindrisch, quadratisch, aber auch als 3 orthogonal aufgestellte Paare (dreidimensional). Mit der dreidimensionalen Anordnung kann man durch Variation des Stromverhältnisses zwischen den Spulenpaaren ein Magnetfeld beliebiger Richtung erzeugen und damit einen Gegenstand untersuchen, ohne diesen drehen zu müssen.

Anwendungen der Helmholtzspule


Helmholtz-Spule für bis zu 64 kA/m (ca. 80 mT in Luft)


Bestimmung der spez. Elektronenladung nach Helmholtz mit Fadenstrahlrohr
Qualitätskontrolle von Dauermagneten
Hall-Effektuntersuchungen
Herstellung feldfreier Räume durch gezielte Abschirmung des Erdmagnetfelds
Kalibrierung von Magnetfeldsonden und Magnetometern
HF-Spule bei der Magnetresonanztomographie
Gradientenspule (als Maxwellspule) in Magnetresonanztomographie
Magnetfeldtherapie

Vorteile

Die erzeugte magnetische Feldstärke ist – wie bei jeder Luftspule – nicht nur linear vom Spulenstrom abhängig, sondern weniger ortsabhängig als in einer einzelnen schmalen Spule. Aus der Spulengeometrie, dem Strom und den Windungszahlen lässt sich die magnetische Feldstärke entlang der Achse analytisch berechnen. Daher ist die Helmholtzspule ideal für die Kalibrierung von Magnetometern, wie etwa Fluxgate-Magnetometern, einsetzbar.
Berechnung der magnetischen Flussdichte

Wenn der Ursprung des Koordinatensystems im Zentrum der Spule liegt, ergibt sich mit dem Biot-Savart-Gesetz für die magnetische Flussdichte im Vakuum entlang der Symmetrieachse für den Spezialfall von nur einer Windung (N=1):


Die Flussdichte im Zentrum des Helmholtz-Spulenpaars ist die Überlagerung zweier Kreisströme im Abstand

So hier brechen wir ab,wer weiter lesen möchte dem sei dieser Link empfohlen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule

Nun einige Besserwisserische Spinner die an Wunder,zauberei glauben halten die Spile für reine Verschwörungstheorie oder erfindung von Außerirdischen die mit hilfe von Kühen den Weltuntergang vervorrufen wollen.