ForHosting KIT · Technik und Bau

Spulen-Magnetfeld-Rechner

1000 Windungen pro Meter mit 2 A erzeugen in einer langen idealen Spule etwa 2,513 mT. Geben Sie Windungsdichte und Strom ein und erhalten Sie das Feld im Inneren in Tesla, nach mü null mal n mal I. Kostenlos in Ihrem Browser.

  • Kostenlos
  • Läuft in Ihrem Browser
  • Ohne Anmeldung
  • Ihre Daten bleiben auf Ihrem Gerät
Nutzen Sie es über WebAPIE-MailTelegramApp bald
Wenn Sie eingeben
Windungen pro Meter
1.000
Strom
2
Erhalten Sie
Magnetfeld
0,0025132741 T
Mu0
0,0000012566
Genauigkeit
10

Dieser Rechner für das Magnetfeld einer Spule liefert die magnetische Flussdichte B im Inneren einer langen idealen Spule aus der Windungsdichte n in Windungen pro Meter und dem Strom I in Ampere. Die Lehrbuch-Formel ist vollständig deterministisch: B gleich Mu-null mal n mal I, wobei Mu-null vier Pi mal zehn hoch minus sieben Henry pro Meter ist. Bei SI-Eingaben wird das Ergebnis in Tesla ausgegeben. Bekannte Kontrollwerte: eintausend Windungen pro Meter bei zwei Ampere ergeben rund 2,513 Millitesla, und jedes endliche n bei Strom null ergibt exakt null Feld. Die Engine nutzt ausschließlich endliche Arithmetik ohne Netzwerkaufrufe, ohne Sampling und ohne datumsabhängige Abkürzungen.

Was die Formel der idealen Spule bedeutet und was die Antwort enthält

Eine lange ideale Spule wird als dicht gewickelte Wendelspule modelliert, deren Länge viel größer als ihr Radius ist, sodass das Magnetfeld im Inneren der Bohrung annähernd gleichförmig und außerhalb vernachlässigbar ist, wobei Randeffekte an den Enden ignoriert werden. Das Ampèresche Gesetz, angewendet auf eine rechteckige Amperesche Schleife, die n mal L Windungen des Stroms I durchdringt, ergibt B mal L gleich Mu-null mal n L mal I, was sich zum kompakten Produkt B gleich Mu-null mal n mal I kürzt.

Hier ist n die Anzahl der Windungen pro Längeneinheit, nicht die Gesamtwindungszahl: Kennen Sie nur die Gesamtwindungszahl N und die Länge L in Metern, bilden Sie zuerst n gleich N durch L, bevor Sie diesen Rechner aufrufen. Mu-null ist mit vier Pi mal zehn hoch minus sieben in derselben SI-Konvention festgelegt, die in den meisten einführenden Elektromagnetismus-Lehrbüchern verwendet wird. Zu den zurückgewiesenen Fällen zählen fehlendes n oder I, nicht endliche Werte, Größenordnungen oberhalb der dokumentierten Obergrenze, negative Windungsdichte und negativer Strom.

Wo Spulenfeld-Berechnungen in Studium, Labor und Produktarbeit passen

Studierende begegnen der Formel für lange Spulen, wenn ein Lehrbuch vom Ampèreschen Gesetz zum praktischen Spulendesign übergeht, wenn ein Labor das erwartete B verlangt, bevor mit einer Hall-Sonde gemessen wird, oder wenn eine Wettbewerbsaufgabe n und I vorgibt und das innere Feld ohne Analysis verlangt. Lehrkräfte können Lösungsschlüssel für moderate Windungsdichten und Ströme vorab erzeugen, ohne undurchsichtigen Taschenrechner-Apps zu vertrauen, die stillschweigend Einheiten von Tesla zu Gauß wechseln.

Entwickler rufen denselben Vertrag aus Skripten auf, um deterministische Testvektoren für Magnetostatik-Demos zu erzeugen, um vom Nutzer eingegebene Spulenspezifikationen vor UI-Diagrammen zu normalisieren, oder um Aufgabenstellungen in Programmierwettbewerben zu erfüllen, die B in Tesla statt einer grob geschätzten Skizze verlangen. Beim Wettbewerbstraining braucht man oft eine schnelle Offline-Quelle für Werte idealer Spulen, damit Lösungen ohne grafikfähige Taschenrechner unter Zeitdruck geprüft werden können. Produkt- und Bildungswerkzeuge nutzen das Produkt, wenn ein Lernender Windungen pro Meter und Ampere eingibt und die Oberfläche B und einen sauberen Formelhinweis zeigen muss.

Kombinieren Sie es mit Kondensator-Energie- oder Leistungs-Werkzeugen, wenn Sie ein kleines Labor freier, deterministischer Elektromagnetismus-Helfer aufbauen.

Hausaufgaben- und Laborprüfungen

B = μ₀ n I für Lehrbuch-Spulen berechnen und Hall-Sonden-Erwartungen vor oder nach Labormessungen prüfen.

Spulendesign und Nachhilfesoftware

Vom Nutzer eingegebene Windungsdichte und Strom in das innere B für Design-Skizzen, Lektionen und interaktive Demos umwandeln.

Was kostet der Spulen-Magnetfeld-Rechner?

Auf dieser Seite ist er im Browser gratis.

Wie ist B für eine lange Spule definiert?

Für eine ideale lange Spule gilt B = μ₀ · n · I, wobei n die Windungen pro Meter, I der Strom in Ampere und μ₀ = 4π × 10⁻⁷ H/m ist. Das Ergebnis ist in Tesla, wenn n und I in SI-Einheiten vorliegen.

Ist n die Gesamtwindungszahl oder Windungen pro Meter?

Windungen pro Meter. Kennen Sie die Gesamtwindungszahl N und die Länge L in Metern, setzen Sie zuerst n = N / L, bevor Sie B = μ₀ n I berechnen.

Berücksichtigt das Werkzeug Endeffekte bei endlicher Länge?

Nein. Es nutzt ausschließlich die Näherung für unendliche Spulen. Kurze Spulen und Randfelder brauchen ein anderes Modell (Biot-Savart- oder Finite-Spulen-Formeln).

Ändert der Durchmesser der Spule das Feld?

In diesem Modell nicht. Bei einer langen idealen Spule hängt das Feld im Inneren nur von den Windungen pro Meter und vom Strom ab; der Radius zählt nur, weil die Spule viel länger als breit sein muss.

Alles auf dieser Seite ist auch per API verfügbar. Dieser Abschnitt richtet sich an Teams, die es in ihre eigenen Systeme einbinden möchten; alle anderen nutzen einfach das Tool oben.

POSThttps://api.kit.forhosting.com/elec/solenoid-field

Authentifizierung per Bearer-Token. Ein einziger POST stellt die Aufgabe in die Warteschlange; das Ergebnis erhalten Sie per Webhook oder über einen signierten Link.

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/elec/solenoid-field \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"turns_per_metre":1000,"current":2}'
{
  "turns_per_metre": 1000,
  "current": 2
}
{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "elec.solenoid_field",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

Die API arbeitet asynchron: Sie erhalten sofort eine task_id. Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

pro Anfrage$0.002

Der Preis steht auf der Seite – keine Tokens, keine Credits. Fehlgeschlagene Aufgaben werden nicht berechnet.

max_abs_n1000000000000000
max_abs_i1000000000000000
HTTPCodeBedeutung
401unauthorizedDer API-Schlüssel fehlt oder ist ungültig – prüfen Sie den Authorization-Header (Bearer).
402insufficient_balanceIhr Guthaben reicht für diese Aufgabe nicht aus – Aufladungen verfallen nicht.
404unknown_typeUnbekannter Aufgabentyp – prüfen Sie das Feld „type“ gegen den Katalog.
429rate_limitedZu viele Anfragen – warten Sie kurz; Polling ist mit 1 Anfrage pro Sekunde erlaubt.

Ein negativer Strom wird mit invalid_input zurückgewiesen, damit ein vorzeichenbehafteter Sensormesswert in diesem Modell nicht stillschweigend den gemeldeten Betrag umkehrt.

Was die Formel der idealen Spule bedeutet und was die Antwort enthält

Diese Seite liefert die normalisierten Werte turns_per_metre und current, das auf die angeforderte Genauigkeit gerundete magnetic_field B, die verwendete Konstante mu0, ein Methodenkürzel solenoid_field, die Genauigkeit, eine menschenlesbare Formelzeichenkette und die Einheit T für Tesla. Es gibt keinen Finite-Elemente-Pfad und keine Zufallsstichprobe der Spulengeometrie: Die Engine multipliziert entweder die drei Faktoren innerhalb des unterstützten Größenbereichs oder weist die Eingabe mit invalid_input zurück. Wenn Sie das Feld einer kurzen Spule, eines Helmholtz-Paares oder einer einzelnen Schleife benötigen, nutzen Sie ein dediziertes Biot-Savart- oder Finite-Spulen-Werkzeug; diese Seite beantwortet ausschließlich die Näherung für unendliche Spulen mit stabiler numerischer Ausgabe, geeignet für Arbeitsblätter, Unit-Tests und API-Clients.

Wie n und I gelesen werden und wie B reproduzierbar bleibt

Ein optionales führendes Pluszeichen und wissenschaftliche Notation bei numerischen Zeichenketten sind erlaubt, sofern sie als endliche Dezimalzahlen interpretierbar sind; eingebettete Leerzeichen, Hex-Präfixe und nicht-numerische Tokens werden mit einer klaren Meldung zurückgewiesen, damit eine fehlerhafte Zelle nicht zu einem falschen Tesla-Wert wird. Null bei einer der beiden Eingaben ist gültig und ergibt schlicht null Magnetfeld. Negative Windungen pro Meter werden ebenfalls als unphysikalisch für dieses Modell zurückgewiesen. Die bevorzugten Felder sind turns_per_metre für die lineare Windungsdichte und current für den Wicklungsstrom, aber die Aliase n, turns_per_meter, turn_density und N_per_m für die Dichte sowie I, i, amperes und amps für den Strom werden akzeptiert, damit Tabellenblätter, Query-Strings und typisierte Formulare denselben Vertrag wiederverwenden können. Ein negativer Strom wird immer mit invalid_input zurückgewiesen: Dieser Rechner behandelt I als nicht-negativen Betrag für das ideale Produkt B gleich Mu-null n I; kehren Sie den physischen Wicklungssinn außerhalb der Anfrage um, statt einen vorzeichenbehafteten Amperewert zu senden. Ein optionales precision-Feld mit den Aliasen decimals und dp bestimmt, wie viele Nachkommastellen für die numerischen Ausgaben angezeigt werden; Standard ist zehn, Obergrenze fünfzehn, damit JSON-Goldens stabil bleiben. Kombinieren Sie den kostenlosen Browser-Lauf auf dieser Seite mit der kostenpflichtigen API, wenn Sie das identische mathematische Ergebnis innerhalb einer automatisierten Pipeline benötigen, ohne die Vakuum-Permeabilitätskonstante selbst neu zu implementieren.

Wo Spulenfeld-Berechnungen in Studium, Labor und Produktarbeit passen

Auf dieser Seite läuft die Berechnung vollständig in Ihrem Browser; über die API kostet jede erfolgreiche Abfrage $0.002, fehlgeschlagene Validierung wird nicht berechnet, und nach der Antwort wird nichts gespeichert. Diese Aufteilung — freie interaktive Erkundung und eine kostenpflichtige, identische API — entspricht dem Rest des KIT-Tier-A-Katalogs und erlaubt es Ihnen, von einer Unterrichtsdemo zu einer automatisierten Pipeline zu wechseln, ohne das mathematische Ergebnis zu ändern.

Deterministische Test-Fixtures

Reproduzierbare magnetic_field-Werte für Unit-Tests, Property-Checks und CI-Assertions auf Magnetostatik-Code erzeugen.

Was passiert, wenn der Strom negativ ist?

Die Eingabe wird mit invalid_input zurückgewiesen. Dieser Rechner verlangt einen nicht-negativen Strom; verwenden Sie den Betrag von I und behandeln Sie den Wicklungssinn außerhalb der Anfrage.

Vollständige KIT-Dokumentation lesen →