Physik Forum

[sowasaberauch]

Ich habe die Frage schon vor einiger Zeit in einem anderen Forum gestellt, doch leider konnte diese dort niemand beantworten, deshalb versuche ich es Mal hier:

Ich wollte eine Spule wickeln, welche als eine Häfte einer magnetischen Plasma-Falle dienen soll.
Die Spule wird konisch gewickelt, dies erlaubt es am Spitz noch Teile einzuschiessen.
Das Problem dass sich dabei ergeben hat. Wenn ich die Spule "gleichmässig" wickle, dann funktioniert das ganze nicht, weil die Feldlinien bereits vor dem Konusspitz aus der Spule seilich austreten.
Jetzt meine Frage: Weiss jemand auf die Schnelle, wie man die Spule wickeln muss, sodass alle Feldinien erst am Spitz austreten. Gibt es dafür eine einfache Berechnungsgrundlage?
Muss ich die Spule exponentiell wickeln, wenn ja wie genau. Klar ist scheinbar, dass man in Richtung der Spitze die Wicklungsdichte erhöhen muss, aber nach welchem mathematischen Gesetz?
Ist die Wicklungsdichte direkt proportional zu Fläche durch welche die Feldlinien an diesem Ort gehen, wäre also ein quadratische Zunahme?
Wäre echt dankbar, wenn das jemand gerade wüsste.

[GvC]

Kannst Du vielleicht mal das Prinzip der Plasmafalle erläutern? Wo und in welche Richtung sollen welche Teile eingeschossen werden und zu welchem Zweck?

[sowasaberauch]

Gut, wie jetzt eine magnetische Plasma-Falle funktioniert ist ja eigentlich nicht so wichtig.
Falls es interessiert: http://de.wikipedia.org/wiki/Magnetische_Flasche

Die Frage wäre eben, völlig unabhängig, einfach die, wie man eine konische Spule wickeln muss, dass gegen den Spitz keine Feldlinie, im Innern vor der Spitze den Konus verlässt.
Mir ist schon klar, dass die Feldlinien ganz nah an der Wicklung ringelum gehen. Das ist auch nicht das Problem. Aber die Feldlinien, welche bei der Kegelbasis reingehen, sollten den Kegel eben erst an der (stumpfen) Spitze verlassen und nicht schon vorher aus dem Kegel austreten.
D.h. die Anzahl Feldlinien durch die Querschnittsfläche soll immer gleich bleiben, nur wird die Fläche eben immer kleiner.
Die Frage ist eben, wie man die Wicklungsdichte nun wählen muss, dass man genau dieses Resultat erhält.
Und am besten wäre eine Erklärung, wie man das berechnet.

[sowasaberauch]

Ich versuche es Mal, mit ein paar Bildern, zur besseren Erklärung:
Wenn ich eine konische Spule mit immer gleicher Windungsdichte wickle, bekomme ich ein Magnetfeld, welches etwa so aussieht:

Die Feldlinien treten bereits vor der Spitze aus dem Konus aus.
Ich möchte, aber, dass die Feldlinien so verlaufen:

Hier treten alle Feldlinien erst am Ende des Konus aus. Klar, ist der reale Konus nicht komplett spitz, sondern hat oben eine stumpfe Fläche. Aber das Prinzpip bleibt dasselbe. Wie muss ich nun die Windungsdichte gegen den Spitz erhöhen, um dieses Resultat zu erhalten?