Helmholtz-Spulen: Feldhomogenität bei nichtidealer Anordnung

MTA · Anmeldungsdatum: 02.07.2018 Beiträge: 2

Hallo!

Ich möchte mit Hilfe eines Helmholtz-Spulenpaares ein einigermaßen definiertes Magnetfeld für einen Versuchsaufbau erzeugen. Kurz gesagt geht es darum, eine biologische Probe Magnetfeldern der Größenordnung des Erdmagnetfeldes (bis ca. 100 µT) auszusetzen um dann physiologische Effekte dessen zu registrieren (ich lass hier mal ne ganze Menge weg...).

Das Problem ist, dass es aus Platzmangel in dem Gesamtaufbau nicht möglich ist, die Spulen wirklich symmetrisch aufzubauen, wir also von der "Helmholtz-Struktur" abweichen müssen. Die Frage ist nun, ob es zumindest sehr grob möglich ist abzuschätzen, was unter diesen "asymmetrischen Bedingungen" (s.u.) die verhältnismäßig beste Feldhomogenität sicherstellt.

Für kreisrunde Helmholtzspulen gilt ja, dass der Abstand a zwischen den Spulen dem Radius r der Spulen entspricht. Für quadratische Spulen gilt offenbar, dass der Abstand dem 0,5445fachen der Kantenlänge entsprechen soll (Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Helmholtz-Spule).

In unserem Falle muss aufgrund des Gesamtaufbaus eine Spule einen größeren Abstand zur Probe haben als die andere Spule. Wir hätten aber die Möglichkeit, die weiter entfernte Spule größer zu machen. Würde sich das positiv auf die Feldhomogenität auswirken? Unsere naive Idee dazu: die kleine Spule mit Radius r1 hätte den Abstand r1 zur Probe, die größere Spule Radius r2 könnte dann den Abstand r2 zur Probe haben. Hätte das einen Vorteil gegenüber gleichgroßen Spulen bei ungleichem Abstand?

Vielen Dank für alle Hinweise!

isi1 · Anmeldungsdatum: 03.09.2006 Beiträge: 2902 Wohnort: München

In Deinem Link sind reihenweise Formeln aufgeführt, Warum machst nicht einfach eine EXCEL-Tabelle, die für die Dich interessierenden Punkte das Feld berechnet und variierst deine Variablen, bis es passt.