什麼是螺線管磁場計算器?
螺線管是一條繞成長線圈的導線,當電流通過時,會在線圈中軸方向產生近乎均勻的磁場。這個計算器能根據三個可直接量測的數值,求出螺線管內部磁場 B 的大小:導線匝數(N)、電流(I)以及線圈長度(l)。計算結果同時以特斯拉、毫特斯拉與高斯呈現,方便配合各種專案所使用的尺度。
使用方法
輸入導線的總匝數、以安培為單位的電流,以及以公尺為單位的螺線管實際長度,按下「計算」即可得到線圈內部的磁場強度,並一併顯示每公尺匝數。此公式假設為理想且緊密纏繞的螺線管,其長度遠大於直徑,因此內部磁場均勻、外部則可忽略不計。
公式說明
磁場由
B = ((\mu_0 · Turns (N) · Current (I)) ÷ (Length (l)))
決定,其中 \mu_0 = 4π×10^{-7}\ T·m/A 為真空磁導率。比值 N/l 即每公尺匝數(n),因此公式也常寫成 B = \mu_0 n I。將電流或匝密度加倍,磁場也會加倍;若維持 N 不變而拉長線圈,磁場則會減弱。
實例演算
假設一個螺線管在 l = 0.5 公尺的長度上繞了 N = 200 匝,通以 I = 2\ A 的電流。則 n = 200 / 0.5 = 400 匝/公尺,
B = (((4π×10^{-7})(200)(2)) ÷ (0.5)) ≈ 0.001005\ T
約等於 1.005\ mT(10.05 高斯)。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
導線的直徑會有影響嗎?
只有間接影響——它決定了每公尺能容納多少匝。公式本身直接使用 \(N\) 與 \(l\)。
如果有鐵芯該怎麼計算?
將 \(\mu_0\) 換成 \(\mu = \mu_0 \mu_r\),其中 \(\mu_r\) 是鐵芯的相對磁導率,這可能使 \(B\) 增大數百甚至數千倍。
磁場真的均勻嗎?
在長螺線管的深處幾乎均勻;但靠近兩端時磁場會減弱,並向外膨脹擴散。