螺旋線圈計算機

螺旋線圈是將導體繞著圓柱形骨架反覆繞製的結構。通電時，各匝的磁場相互增強，形成沿線圈軸向的磁場。線圈可見於電磁鐵、繼電器、感測器、音響分音器、無線電電路、電源轉換器及實驗設備。電氣行為取決於幾何、導體材料、頻率及附近磁性材料。本計算機為均勻繞製的單層空心螺線管提供原理明確的估算。 電感以長螺線管關係估算：真空磁導率乘以匝數平方及截面積，再除以線圈長度。截面積的半徑取線圈直徑的一半。增加匝數或直徑會提高電感，拉長繞組則會降低電感。模型假設為空心，且繞組內磁場相當均勻。短粗線圈的端部效應較強，精密用途可用專門公式或電磁模擬取得更佳結果。 近似導線長度是單匝周長乘以匝數。直流電阻等於電阻率乘以導線長度，再除以導線截面積。室溫附近銅的電阻率約為 1.68 乘以十的負八次方歐姆公尺，但溫度、合金、絕緣間距、引線及繞線路徑都會影響實測。估算也略去集膚效應與鄰近效應；這些效應會隨頻率升高而增加有效電阻。 磁通密度使用以單位長度匝數和電流為基礎的理想螺線管公式。感抗等於兩倍圓周率乘以頻率和電感。將感抗與電阻視為垂直分量合成，可得阻抗大小。銅損為電流平方乘以電阻，品質因數則為感抗除以電阻。這些結果有助於比較候選繞組，但若使用磁芯，須另行評估飽和與磁芯損失。 請將結果視為初步工程估算。確認選用導線能安全承載電流並散熱、繞組能裝入現有骨架，且絕緣符合電壓需求。在射頻下須考慮寄生電容與自諧振；超過自諧振頻率後，簡單電感模型不再適用。高功率電磁鐵還須確認溫升、工作週期、機械力及電源限制。最終設計應以元件實測或合適的場求解器確認。