螺线管,机电螺线管,螺线管气控阀

 

 假设螺线管的管长趋向于无限长，则可以忽略边缘效应（fringe effect）。如右图，思考回路b，使用右手定则来寻找环绕着载流导线的磁场。假若我们将右手握住载流导线，大拇指指向电流方向，则其它手指会指向磁场的方向。对于一个管长很长的螺线管，磁场的径向部分都因为对称性而互相抵销。所以，只有z-分量不等于零。在螺线管内，磁场朝着正z-轴方向；在螺线管外，磁场朝着负z-轴方向。

再思考回路c，根据安培定律，因为没有任何电流穿过回路c，所以，磁场沿着回路c的分量的线积分，又称为磁场绕着回路c的环流量，等于零。在螺线管内，因为对称性，磁场绕着回路c的径向部分的环流量等于零。但是，螺线管内轴向部分（z-轴方向）的环流量不等于零：朝着正z-轴方向，磁场绕着直线段1的环流量，与朝着负z-轴方向，磁场绕着直线段2的环流量，两个环流量相等。随着螺线管趋向于无限长，我们可以假设磁场不相依于z-坐标，在直线段1任意位置的磁场都相等。同样的，在直线段2任意位置的磁场都相等。所以，在直线段1任意位置的磁场等于直线段2任意位置的磁场。由于我们可以任意改变回路的尺寸，而得到答案仍旧不变，所以，唯一可能的解释，就是在螺线管内的磁场是个常数，不随位置的不同而改变。同样的论点可以用在回路a，所以，在螺线管外的磁场是个常数，不随位置的不同而改变。

 

 

磁场线只以闭合回路的形式存在。

我们可以直觉地表明，在螺线管外的磁场等于零。磁场线只以闭合回路的形式存在。它不能像电场线一样地从一点发散出来，或收敛于一点。假设螺线管内的磁场线的方向是朝上，则螺线管外的磁场线的方向是朝下。它们形成一条闭合回路。但是，外面的体积超大于里面的体积，外面的磁场线密度超低。在无限远位置，磁场线密度等于零，磁场等于零。回想到外面的磁场是个常数，因此，外面的磁场也等于零。总结，随着螺线管趋向于无限长，外面的磁场趋向于零。

再思考回路b。根据安培定律，磁场绕着回路b的环流量是

；

其中，是磁场，是回路b的轴向长度，是真空磁导率，是单位长度的线圈数，是电流。

所以，磁场是

。

这个方程只对空心的螺线管有效。假设，螺线管内中含有金属芯（例如铁芯），则虽然其它参数不变，磁场的大小会有所改变。用方程表达

；

其中，是金属芯的相对磁导率（relative permeability）。

磁场又可以用金属芯的磁导率来表达为

。