Helmholtz bobini tekdüzemanyetik alanı üretmeye yarayan bir alettir. Adını Alman fizikçiHermann von Helmholtz'dan almıştır. Helmholtz bobini aynı eksendeki ikisolenoid elektromıknatısından oluşur.Elektromanyetik alan oluşturmalarının yanı sıra, Helmholtz bobini aynı zamanda dış manyetik alanı nötrleştirmek için de kullanılır. Dünyanın manyetik alanı buna örnektir.

Helmholtz bobini solenoid diye adlandırılan iki özdeş dairesel manyetik bobinden oluşur. Helmholtz bobinini oluşturabilmek için solenoidler aynı eksene simetrik olarak yerleştirilip, yarıçap${\displaystyle R}$'ye eşit olacak şekilde${\displaystyle h}$ uzaklığında birbirinden ayrılır. Her iki bobin de aynı doğrultuda eşit miktardaelektrik akımı elde eder.

Bobinlerin merkezindeki manyetik alan farklılığını en aza indirmek için${\displaystyle h=R}$ olarak kabul edilir ama bobinlerin merkezleri ve düzlemler arasındaki alan şiddetlerinde %7 oranında değişim vardır. Biraz daha büyük olan${\displaystyle h}$ değeri,düzlem ve merkezler arasında kalan alanlardaki farklılık oranını düşürür.

Birkaç uygulamada, Dünya'nın manyetik alanını nötrleştirmek için kullanılan Helmholtz bobini, sıfıra çok yakın bir manyetik alan şiddeti üretir.

Uzayda herhangi bir noktadaki kesin manyetik alan hesabı, matematiksel olarak karışık olmakla birlikteBessel fonksiyonunun uygulama alanına girer. Bobin çifti boyunca olan eksen baz alındığında hesaplama daha kolaylaşır ve alan şiddetininTaylor serisi genişlemesiyle bulunan ve eksen boyunca bobin çiftlerinin merkez noktalarında uzaklıklarını mesafesi olarak alınması uygundur. Simetrik olarak, genişlemedeki tek mertebe terimleri sıfırdır. Orijin noktası alan şiddeti için büküm noktası olabilsin diye, bir tane bobinin${\displaystyle x^2}$ terimi aynı zamanda 0 olmalıdır ve bunun için öncülük eden ve sabit olmayan${\displaystyle x^4}$ terimi kullanılır. Basit bobin için büküm noktası kendi merkezine kadar mesafede bobin ekseni doğrultusunda konumu belirlenir. Böylece iki bobinin konumu${\displaystyle x=\pm R/2}$ şeklinde belirlenir.

Merkez noktasındaki manyetik alanının kesin değeri aşağıda ayrıntılı olarak verilmiştir. (Yarıçap = R, bobin sayısı = n, bobinlerin akımı =I,manyetik akı yoğunluğu = B)

${\displaystyle B={\left(\frac{4}{5}\right)}^{3/2}\frac{{\mu }_{0}nI}{R},}$

${\displaystyle {\mu }_0}$ boşluğun geçirgenliğidir. (${\displaystyle 4\pi \times {10}^{-7}\text{ T}\cdot \text{m/A}}$).

Tek telli döngünün oluşturduğu eksenüstü alan için oluşturulan formülle başlanır. (Biot-savart yasası

${\displaystyle B_1(x)=\frac{{\mu }_{0}I{R}^2}{2(R^2+x^2{)}^{3/2}}.}$

${\displaystyle {\mu }_0}$ = geçirgenlik sabiti =${\displaystyle 4\pi \times {10}^{-7}\text{ T}\cdot \text{m/A}=1.257\times {10}^{-6}\text{ T}\cdot \text{m/A},}$

${\displaystyle I}$ = bobibin akımı,amper

${\displaystyle R}$ = bobinin yarıçapı, metre

${\displaystyle x}$ = bobin uzaklığı, metre

Helmholtz bobinin tane sarım sayısı içerir.

${\displaystyle B_1(x)=\frac{{\mu }_{0}nI{R}^2}{2(R^2+x^2{)}^{3/2}}.}$

Orta noktadaki alan şiddeti:

${\displaystyle B_1\left(\frac{R}{2}\right)=\frac{{\mu }_{0}nI{R}^2}{2(R^2+(R/2{)}^2{)}^{3/2}}.}$

Bir tane bobin yerine iki tane bobin de olabilir. (Birinci bobin,x=0 noktasındaki bobindir; ikinci bobin ise,x=R noktasındaki bobindir.) Simetriden dolayı, orta noktadaki alan şiddeti tek bobinin oluşturduğu değerin iki katı kadar olacaktır.

Bobinlerin uzayda oluşturduğu alanın özdeşliklerini arttırabilmek amacıyla, ek bobinler dışarıdan eklenebilir. 1873 yılındaJames Clerk Maxwell, iki Helmholtz bobininin arasına daha büyük çaplı bir bobin yerleştirmiştir ve alan sapmalarını azaltan bu bobine bazen Maxwell bobini de denir.

1. https://en.wikipedia.org/wiki/Helmholtz_coil 4 Mart 2015 tarihindeWayback Machine sitesindearşivlendi.
2. http://www.lightandmatter.com/html_books/0sn/ch11/ch11.html 3 Haziran 2011 tarihindeWayback Machine sitesindearşivlendi.
3. http://circuitcellar.com/library/print/0606/Wotiz191/5.htm^{[ölü/kırık bağlantı]}
4. http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/HBASE/magnetic/curloo.html#c3 17 Ekim 2018 tarihindeWayback Machine sitesindearşivlendi.
5. http://radphys4.c.u-tokyo.ac.jp/asacusa/wiki/index.php?Cusp%20trap 20 Ocak 2015 tarihindeWayback Machine sitesindearşivlendi.

• Elektromanyetik bobinler
• Manyetik aletler
• Hermann von Helmholtz

• Webarşiv şablonu wayback bağlantıları
• Ölü dış bağlantıları olan maddeler