Котушка Гельмгольца - пристрій для отримання просторово однорідного магнітного поля. Котушка складається з двох однакових тонких соленоїдів, розташованих на одній осі на відстані один від одного, яка дорівнює їх радіусам. Котушка названа на честь Германа фон Гельмгольца. Запропонована Гельмгольцем конструкція використовується у фізичних експериментах, що потребують точного визначення величини поля.
Розташування двох соленоїдів на віддалі радіуса один від одного забезпечує таку однорідність поля вздовж осі, при якій відмінною від нуля є тільки четверта похідна від поля.
Додаткова третя, дещо більша, котушка рівно посередині дозволяє підвищити однорідність поля до шостої похідної. Таку конструкцію називають .
Якщо пропустити струм у котушках різного напрямку, магнітне поле виштовхуватиметься з області між котушками оскільки обидва соленоїди повернуті один до одного однойменними полюсами. Таку конфігурацію називають антикотушкою Гельмгольца і використовують для створення магнітних пасток.
Опис Пара Гельмгольца складається з двох однакових кругових магнітних котушок, розташованих симетрично вздовж спільної осі, по одній з кожного боку експериментальної області, та розділених відстанню дорівнює радіусу котушки. Кожна котушка проводить однаковий електричний струм в одному напрямку.
Налаштування , що визначає пару Гельмгольца, мінімізує неоднорідність поля в центрі котушок у сенсі встановлення Helmholtz Coil in CGS units (що означає, що перша ненульова похідна є як пояснено нижче), але залишає приблизно 7% зміни напруженості поля між центром і площинами котушок. Трохи більше значення зменшує різницю в полі між центром і площинами котушок, за рахунок погіршення однорідності поля в області поблизу центру, що вимірюється за допомогою .
У деяких випадках котушка Гельмгольца використовується для компенсації магнітного поля Землі, створюючи область з напруженістю магнітного поля, набагато ближчою до нуля"Earth Field Magnetometer: Helmholtz coil" by Richard Wotiz 2004 .
Примітки