直流圆形线圈径向磁感应强度研究

基于毕奥-萨伐尔定律，分别考虑及不考虑直流通电圆形线圈的径向宽度和纵向厚度，推导出两种情况下该线圈沿径向方向的磁感应强度分布公式.然后，利用Matlab软件对获得的分布公式进行数值积分，得到理论上的磁感应强度分布数据.为了考察理论值的正确性，通过设计自制圆形线圈，进行实际测量.结果表明，考虑径向宽度和纵向厚度的影响时，磁感应强度实际测量值与理论值的相对误差较小.通过理论计算与实验研究相结合考察直流通电圆形线圈沿径向方向的磁感应强度分布，既能消除电磁感应法测交变磁场实验中磁场分布的系统误差，还可加强学生对电磁理论的理解与认识，提高电磁学课程的教学效果.     

圆形线电流的磁感应强度

用磁标势法计算了圆形线电流的磁感应强度。利用这个结果证明了圆形线电流平面中心的磁感应强度有极小值,给出了圆环回路的自感系数的计算公式。     

用Mathematica研究环形电流平面内磁场

本文借助于Mathematica分别对圆形和椭圆形电流在所处平面产生的磁感应强度作了解析和数值计算,并给出了磁感应强度随位置变化的图像,可以让学生更好的了解环形电流所产生的磁场。     

利用亥姆霍兹线圈测量真空磁导率

采用FD-HM-Ⅰ型亥姆霍兹线圈,利用高灵敏度毫特斯拉计,探测亥姆霍兹线圈公共轴线中点的磁感应强度.通过改变亥姆霍兹线圈中电流的正、反方向,消除了地磁场影响,从而精确测定了真空磁导率.     

亥姆霍兹线圈磁场均匀范围的研究

推导了双环电流磁感应强度在直角坐标系中的解析式,将公式无量纲化,通过第一类和第二类完全椭圆积分计算场强的两个分量,从而计算合场强,画出亥姆霍兹线圈内外磁感应强度合场强曲面和三维均匀区域,发现磁场的均匀区域是“八爪”形状,并与双环电流不同距离的场强和均匀范围进行了比较.     

高温超导二极磁体样机设计与测试

高温超导二极磁体是强流重离子加速装置(HIAF)的重要组成部分,能够为离子偏转提供均匀、快速变化的磁场。文中介绍了高温超导二极磁体样机的电磁设计、结构设计、加工与装配。磁体主体由Bi系跑道线圈、E型铁芯组成,线圈通流30A时气隙中心磁感应强度达到1T。通过线圈和磁体直流测试,得到了线圈的临界电流、气隙中心磁场随电流的变化曲线、磁体的最大工作电流;通过磁体交流测试,验证了高温超导磁体18.2T/s的快速变场速率。     

似稳场中的涡旋电场和电流源的关系

推导了涡旋电场与它的电流源之间的关系，利用此关系和磁场矢势计算了球形线圈内外的磁感应强度，并证明了两个闭合回路之间的互感系数相符。     

磁场与电流相互作用的半定量演示

由于用霍尔元件(磁敏元件)法和冲击电流表法测磁感应强度现象不够直观,并与中学当前实际不符合。为此,笔者设计了用亥姆霍兹线圈和6E1调谐管的方法以测定磁感应强度,借鉴于电流天平为作用力的比较。现将制作和使用情况介绍如下,供参考。图1为装置布置图,1为亥姆霍兹线圈,2为6E1管,3为供6E1用的收音机变压器,4为天平系统文座。亥姆霍兹线圈,实际上     

线性磁场装置的研制及实验研究

介绍了一种可获取线性磁场的装置。该装置由两匝数及半径相同的环形线圈组成,相向平行同轴放置,两线圈之间的距离等于线圈半径,通以大小相同,方向相反的电流,可获得磁感应强度与其线圈中心轴线位置成线性关系的区域。此装置不仅具有独创性,更有实时性及可调的优点,可将其拓展到实际应用,尤其是传感领域,有重要的应用前景和经济价值。     

测量低频大电流的自积分罗氏线圈设计

为测量电容储能脉冲功率源模块电流,设计了磁芯式自积分罗氏线圈。给出了磁芯的选择方法,分析了磁芯饱和问题。解决饱和问题的方法是使用饱和磁感应强度较大的材料,对测量线圈施加去磁磁场,以及等效减小线圈的励磁电流。分析表明:通过增大磁芯直径和截面积,选取线径合适的导线多层绕制的方法来增大线圈自感与电阻比值,可以有效提高线圈的测量幅值范围。使用设计的线圈实测了脉冲功率源模块电流,通过改变模块的充电电压,可以得到线圈出现饱和时对应的电流值。实验结果与理论分析相符合。对于脉冲功率源模块的ms量级脉冲电流信号,改进后的自积分线圈测量范围可以超过50kA。     

一切电磁感应都取决于金属电子受洛伦兹磁场力

研究表明:一切电磁感应的计算都取决于金属电子受洛伦兹磁场力的导线形状,却不取决于磁通量变化率对微分变量进行的旋度运算;特别是基于电子论证明了楞茨圆形线圈上的圆形电流及其围绕圆形线圈的流动电荷携带了圆形流动电场;基于电子论否定了法拉第磁通量变化率产生的电动势及其旋度电场。     

球形线圈磁场均匀性的研究

研究非密绕球形线圈内部的磁场均匀性质.从圆形电流线圈轴线上的磁场出发,利用叠加原理和Mathematica软件的计算和符号推导功能,得到一个关于线圈内部磁场均匀性与其匝数的定量关系式,在此基础上通过实例说明设计球形线圈磁场均匀区的方法.     

一种超导重力仪磁悬浮力的等效计算

为实现超导重力仪磁悬浮力的精确计算,以GWR型超导重力仪为模型基础,采用有限元的思想,将超导球表面电流理想化为多个等高共轴电流环,计算出各个电流环与超导线圈的作用力,求和得到线圈与超导球间的磁悬浮力。利用MATLAB完成计算程序实现,通过改变下线圈电流和上、下线圈电流比,获得满足一定条件的磁悬浮力及其梯度。选取合适的模型参数,计算出线圈对质量为m=4.069 g超导球的磁悬浮力大小为:Ftotal=3.988×10^-2N,磁悬浮力梯度为:-9.699×10^-3N/m,此时悬浮力梯度合适,满足系统稳定性和灵敏度的要求。     

霍尔元件测螺线管磁场分布实验的改进

现用霍尔元件测螺线管磁场分布实验仪为提供1×10 2T的磁感应强度,采用增大螺线管线圈层数和电流的方法.由于管内温度高,霍尔元件易损,实验数据也不稳定.本文以集成霍尔元件代替锗霍尔元件,可在线圈安匝数较小的条件下,使测量数据稳定、准确,且教学效果很好.     

ITER 68 kA高温超导特大电流引线研发

国际受控热核聚变试验堆由18个D形环向场线圈、6个中心螺管线圈、6个圆形极向场线圈和18个校正场线圈组成巨大的超导磁体系统.为大幅度减小磁体系统的低温制冷设备投资和日后的运行费,采用容量分别为68、52、45和10 kA总共30对高温超导电流引线馈电.不仅电流容量特大、安全性要求特高,而且还需承受低真空下巴申放电条件的30 kV直流高电压.本文介绍68 kA电流引线的相关设计和研发.     

椭圆形线电流中垂轴上的磁场

椭圆形线电流中垂轴上的磁场叶云期张文英李大钦（广西大学物理系广西南宁５３０００４）在普通物理教科书［１，２］中，计算圆形线电流中垂轴上的磁感应强度Ｂ是毕奥—沙伐定律应用的基本例题之一。在此基础上，适当扩充到难一些的问题，有利于提高教学效果。圆形线电...     

对《圆形线电流的磁感应强度》一文的补正

近读李海、张玉颖二同志的《圆形线电流的磁感应强度》一文^[1],发现有下列错误,似应予以指出．有关符号均与原文相同,以下恕不说明．     

基于粒子群与遗传算法的矩阵式梯度线圈优化设计

磁共振成像系统中的梯度线圈产生用于选层、频率编码和相位编码的梯度磁场.目前常用的梯度线圈是通过目标场法设计得到的.近些年来,由多个形状相同的线圈组成的矩阵式梯度线圈的梯度磁场均匀度和功率等指标也达到了较为满意的效果.本文首先提出了一种基于粒子群与遗传算法的、适用于开放式永磁型磁共振成像系统的矩阵式梯度线圈设计方法.然后对三个方向上的矩阵梯度线圈的电流分布进行了设计,每个方向上的矩阵式梯度线圈系统由224个大小相同的圆形线圈组成.最后利用有限元仿真软件对设计方案进行仿真计算,得到x、y方向上的平均非均匀度为0.851%,z方向上的平均非均匀度为1.013%,验证了本文提出的方法的有效性.基于该方法可以有效快速地对开放式磁共振成像系统的矩阵梯度线圈进行设计.     

线圈在无限长载流直导线磁场中的逃逸速度研究

分析矩形、圆形线圈在无限长载流直导线磁场中的运动，求解线圈运动的感应电流和安培力，建立运动学微分方程，得到线圈在无限长载流直导线磁场中存在逃逸速度.线圈能从磁场中逃逸的最小初速度与线圈尺寸、电阻、初始位置、长直导线电流均有关，该模型为教师教学提供理论分析.     

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。