导体对磁场的屏蔽作用分析

分析了导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用,讨论了影响导体球壳对静磁场和对交变磁场的屏蔽作用的因素.     

高频圆电流磁场中导体环所受电磁悬浮力的实验测量

利用扭秤的高灵敏度和稳定性测量了高频圆电流对导体的电磁悬浮力。通过对与高频圆电流同轴细导体环距高频圆电流平面不同高度所受电磁悬浮力的测量，得到了导体环表面单位面积受纵向电磁悬浮力的分布。与理论计算结果进行对比分析，结果表明，在导体环与圆电流平面距离较大时实验曲线与理论曲线相吻合，从而为电磁悬浮实验提供了一种简便而准确的测量手段。     

FAIR收集环二极超导实验磁体的研究

为验证国际反质子和离子加速器(Facility for Antiproton and Ion Research-FAIR)收集环(Collector Ring-CR)二极超导磁体工程设计的可靠性,设计并制造了用于导体性能测试的实验磁体,借助基于有限元的ANSYS软件对其进行了分析,达到了实验磁体的强度要求,实验结果表明导体在低温下性能稳定。进行的研究为收集环二极超导磁体的研发提供了有益的参考。     

趋肤效应的一种解释

福里斯、季莫列娃的《普通物理学》对趋肤效应的解释是不正确的.如图1所示:i表示通过导体的交变电流.ib表示如图所示的闭合回路里的感应电流.图1中所表示的是交变电流i正在增长时的情况.结果,在导体中心处i和ib这两个电流方向相反,电流被减弱.在导体表面处两个电流方向相同,电流得到加强.表面处的电流大于中心处的电流. 按照这种解释,则当导体中的交变电流i衰减时,导体中心处的电流将得到加强,而表面处的电流将被减弱.这样,在交变电流的一个全周期内,无论在导体的表面或中心,电流加强和减弱的机会均等,效果相同,也就无所谓趋肤了.可见福里斯…     

Bi-2223复合导体的传输和磁化损耗分析

设计了一种基于Bi-2223带材的高温超导复合导体,利用有限元方法,分析了该复合导体在励磁过程和交变磁场下的交流损耗。分析结果表明,损耗随传输电流和外磁场增加而增大。为进一步分析导体稳定性提供了理论依据。     

涡流损耗与介质尺寸的关系

本文讨论涡流热功率随介质尺寸变化规律。考虑圆柱和四方柱导体,受到均匀的正弦交变磁场,推导出涡流损耗的表达式,从而用定量的结果说明大块导体分割为相互绝缘的小导体可以减少涡流损耗。用Comsol软件做数值仿真,验证了理论结果。     

GSI收集环二极磁体稳定性分析

收集环二极磁体在探测反质子和离子加速器装置中有着重要的作用.在本文中,通过对收集环二极磁体的绝热理论分析,得出其稳定性参数与运行电流之间的关系.另外运用Miils方程计算得出失超后收集环二极磁体内导体温度与时间的对应关系.     

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通过引入Cap-cyclide坐标和使用Wangerin函数,基于B Bernstein的能量原理,针对位于导体壁中的任意环径比和任意拉长比的非圆截面等离子体,不使用任何近似的方法,求得了等离子体的稳定解析解。进而利用计算机对解析结果进行数值计算,并通过β和稳定系数q的关系,分析和讨论了导体壁对非圆截面等离子体稳定性的影响。     

EAST离子回旋加热天线传输线结构设计

阐述了EAST离子回旋加热天线传输线的结构设计。用有限元的方法对EAST离子回旋加热天线传输线内导体结构进行了分析,获得了内导体的受力情况。根据内导体的受力情况适当加大波纹管厚度和设计内导体支撑,通过ANSYS分析优化确定了波纹管的厚度和内导体布置的位置。此外,还计算了传输线的热损耗、热变形、电压驻波系数和最大功率容量,计算结果进一步验证了传输线结构的可行性。     

铝环在交变磁场中所受安培力的分析与探讨

针对铝环处于通以交变电流的螺线管上方跳起、悬浮的现象,分析影响铝环在交变磁场中所受平均安培力的因素。定量分析表明,在跳环实验中,铝环始终受到通电螺线管电流的平均安培力作用,其方向竖直向上,在交变磁场中铝环所受平均安培力与铁芯的相对磁导率、线圈的匝数、角频率、线圈电流的有效值、铝环的电感量、铝环的半径、铝环的电阻值、线圈与铝环间的互感系数等因素有关。     

再谈交流跳环实验

跳环实验由插有长铁芯的原线圈和套在铁芯上的金属环组成,如图1所示.当原线圈接通220 V的交流电时,环即会跳起或浮起.演示实验教材对此现象的解释是原线圈中的交流电产生交变磁场,使金属环中产生的感应电流受排斥力的结果.对此常常有学生产生疑问,在交流电的一个周期内都是排斥力吗?     

柱环腔中的量子电动力学效应

研究以同轴不同半径柱面围成的导体柱环腔体中电磁场真空零点振动模式所给出的宏观量子效应.零点振动模式通过求解柱环空腔边界条件下无源的Maxwell方程组获得.得到了双柱面同心柱环中单位长度和单位面积的且是有限的真空能量，即Casimir能量.这有限的Casimir能量可以分解为独立而且收敛的三部分，它们分别来自内柱面、外柱面和柱环之中.对多柱面同心柱环，Casimir能量可分解为独立的（2n—1）部分（n为柱面数）.柱环是类似于平行板的几何结构.但柱环所给出的Casimir能量和Casimir势能系数是随着 关键词： Casimir效应 柱环腔体 零点能 量子电动力学     

脉冲功率电缆的受力分析与结构优化北大核心CSCD

强电磁力是造成脉冲功率电缆损坏的主因,其限制了脉冲功率电缆的通流能力。对同轴电缆导体层的受力情况进行了仿真,探讨了电缆导体结构对脉冲功率电缆通流能力的影响。列举了使用过的一种同轴电缆,分析了该种电缆外导体层的受力情况和结构变化趋势,并讨论了试验结果。进一步对另一种结构的同轴电缆进行了分析和试验,认为其具有更好的抗电磁力能力,试验结果表明,其峰值电流达到208kA,通流能力达到6.9kA/mm^2,验证了这种电缆结构的优越性。     

电流在磁场中的受力及运动

安培定律是研究任意形状载流导线在磁场中受力问题的基础,安培力作为通电导线所受的外力参与受力分析,产生了通电导体在磁场中的平衡、加速和做功问题.对物体进行受力分析时,注意安培力大小和方向的确定.     

高温超导环形螺旋导体的磁化损耗研究

针对高温超导线圈的基本结构单元环形螺旋导体，通过仿真计算分析其磁化损耗特性。首先通过实验和仿真验证了三维T-A法的可靠性，研究了不同的环中心圆半径、不同的圆管半径下磁化损耗特性。研究结果表明，随着环中心圆半径的增大，环形螺旋导体的磁化损耗逐渐增加；随着圆管半径的增大，环形螺旋导体的磁化损耗逐渐减小。     

大截面刚度CICC 导体螺旋放送系统的设计与校核

聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT) 是为了探索与建设中国聚变工程试验堆(CFETR) 关键技术和原型系统的大科学装置. 环向场(Toroidal Field, TF) 线圈是 CRAFT 系统的 重 要 组 成 部 分, 旨 在 制 造 出 用 于CFETR 的环向场原型线圈. 本文结合 CRAFT TF 线圈的结构特点和无张力绕制的工程需求, 针对大截面刚度CICC 导体恒速度、 恒高度螺旋放送的技术难点, 完成了导体放送系统的结构设计, 并采用 ANSYS 软件对关键承载部件进行静力学校核, 验证了导体放送系统结构设计的可靠性和材料选择的合理性. 同时, 对导体的螺旋放送过程进行简化, 建立了待放导体旋转与下降过程的力学模型, 获得了导体放送过程中克服转动惯量所需摩擦力的变化曲线, 为导体安装撑紧力的设置提供了依据.     

圆电流中导体的磁悬浮效应研究

本文基于椭圆积分法计算了圆电流产生的磁场,进而得到了导体在圆电流产生的高频电磁场中受力的解析表达式.结果表明:高频电磁场作用下,趋肤深度内的导体受到强烈的磁悬浮作用.频率越低,磁悬浮力的穿入深度越大,但其数值降低得越快.     

从运动电荷受力看磁场与电场的相对性与整体性--《费曼物理学讲义》中的一个问题的再讨论

本文通过对载流导体附近运动电荷受力的再讨论，直观地展现了电场与磁场的相对性与整体性．     

ITER TF超导体焊缝的氦质谱气密性检测

国际热核聚变实验反应堆(ITER)磁体环场线圈TF导体采用CICC(cable in conduit conductor)导体结构,其导管为316LN型不锈钢套管。文中针对ITER项目对导体气密性要求,主要介绍了超导体导管焊缝的氦质谱气密性检测技术方法、检测系统、检测流程和漏率计算。     

趋肤效应

一些电动力学教科书中,分析导体中交变电流的趋肤效应一般都是通过求解场的波动微分方程而得出电流密度随深度的分布关系。赵凯华教授等所编的《电磁学》中,直接引用了这一结果。为适应电磁学课程这一部分内容的教学,使学生对电磁场内在联系有一幅清晰的物理图象,我们采用积分法对柱形导体中的趋肤效应进行定量的讨论。 设直长圆柱形导体的电导率为σ,磁导率为μ,介电常数为ε,半径为R,沿轴向加上正弦变化的电场于是电流密度为考虑到导体中的位移电流远小于传导电流,所以上式右边第二项可忽略不计,于是 将该式应用于图1所示的 圆形回路人上…