对跳圈实验的分析

本刊近来收到一些来稿,对跳圈实验的稳态情况进行了正确的讨论,但均未就跳圈实验的暂态进行分析。今根据来稿内容,补以对暂态的分析,作综合叙述如下.一、跳圈实验 跳圈实验是电磁感应现象的常用演示实验之一.其装置如图一所示.密绕线通过K可与交流电源相接.铁芯在线圈中的位置可调.铝环(或其它金属环)可套在铁芯上.若在接通电源前,把铝环套在铁芯上,并置于线圈上方,合上开关K,可见铝环跳起(跳得高时,可跳出铁芯),我们称这为暂态现象.若在闭合开关K后,再把铝环套在铁芯上,并用手控制铝环于适当位置,可见铝环能悬浮于空中,我们称这为稳态现…     

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?     

HT-7铁芯超导托卡马克等离子体电流和水平位移多变量反馈控制

对有双层低温厚壁铜壳的铁芯超导托卡马克等离子体电流和位移反馈控制进行了分析,采用一种新颖的方法对铁芯饱和而引起的电磁参数非线性和时变性进行了处理,用等效正反串线圈模型代替厚壁铜壳,从而建立了HT-7超导托卡马克等离子体电流和水平位移反馈控制状态方程模型.并采用了检测中间状态变量进行补偿而达到解耦的目的,设计出了托卡马克等离子体位移和电流反馈控制系统,在实验中得到了很好的结果.该方法大大减少了反馈控制的计算工作量并提高了响应速度.使得铁芯、厚壁铜壳与线圈之间的强耦合给等离子体控制带来的困难迎刃而解. 关键词：     

高温超导磁浮电磁铁特性分析

构建了超导悬浮磁铁的三维模型,使用ansoft对电磁铁的三维模型进行电磁场仿真,分析了超导线圈电流、悬浮气隙、横向位移偏差、铁芯长度、铁芯高度等的变化对磁浮列车悬浮力和导向力的影响.结果 表明,超导线圈通入不同的电流,悬浮电磁铁的磁场饱和度出现明显的变化,随着超导线圈通入的电流和悬浮气隙、横侧偏移的变化,悬浮力和导向力出现不同的变化特征.同时铁芯高度的增加能有效缓解电流增大时电磁铁铁芯中部的磁场饱和度,进而能够增大悬浮力,提高悬浮性能.     

饱和铁芯型超导限流器的高温超导磁体的磁场仿真分析

高温超导磁体是饱和铁芯型高温超导故障限流器的核心部件之一,通过超导磁体对铁芯进行直流励磁,控制铁芯的饱和状态,从而限制故障电流.本文以35kV/90MVA饱和铁芯型高温超导故障限流器的超导磁体为研究对象,通过ANSYS有限元软件建立44个双饼线圈的单螺管型磁体的二维电磁模型,得到不同结构磁体产生的磁场,特别是径向磁场的变化规律,结果表明,采用端部并联结构可以有效降低磁体端部径向磁场分量,提高临界电流,该结果为研究饱和铁芯型高温超导故障限流器的电磁特性、磁体励磁能力和结构设计提供一定的参考依据.     

超导感应加热器中铁芯结构对线圈特性的影响

设计并制作了高温超导直流感应加热器样机。在液氮温度、自场环境下,分别对有无铁芯的带绝缘双饼线圈进行低温实验,测试其V-I特性曲线,并通过0.25Hz频率下的V-I曲线计算线圈电感。实验结果表明,有铁芯双饼线圈的临界电流值相较无铁芯的低,有铁芯的线圈电感约为无铁芯的6倍。同时还采用仿真软件COMSOL,对感应加热器模型的V-I特性进行了仿真,验证了实验测试的有效性。     

万用变压器说明(续)

二、交流电方面的演示实验(17)演示交流电的感应作用1.跳圈实验。如图三十所示装置仪器,把0—110—220伏线圈套在铁芯上,在套有线圈的铁芯端竖直放上铁芯闭合条,并使两者的磨光面相接触。用导线将线圈经过刀形开关接到110或220伏的交流电源上,但必需注意接线柱上的数字要与电源电压相符。     

铁芯不闭合的变压器之研究

通过理论研究与实验测量证实,铁芯不闭合的变压器副线圈与原线圈的电压比之所以小于理想值,除了漏磁外,还有一个更隐蔽的原因,铁芯由于不闭合,其中的磁感应强度远小于闭合铁芯中的值,导致原线圈的自感减小,感抗产生的电压小于输入电压.     

HL—1装置铁芯变压器气隙研究

本文对HL-1装置铁芯变压器气隙进行了实验研究和理论计算。模拟实验给出了不同气隙情况下,空载和负载放电时,等离子体区的杂散场和铁芯磁化曲线测试结果。并用HL-1装置的理论计算值及力线分布做了验证。     

对“一个演示磁场能量的实验方法”一文的几点看法

最近,读了《物理实验》1983年6月号中刊载的这篇短文,有以下几点看法,提出与崔庆印同志商榷: 1.在电路与器件一段中所说的“变压器”似应叫作铁芯自感线圈为妥。为了使演示成功,其铁芯应该采用高导磁率的软磁性材料制作,用碳钢做铁芯是不恰当的。这是因为碳钢的剩磁较强,断电后铁芯中仍有较大的磁感应强度B,所以磁场能量是不可能大量回授给电     

J-TEXT铁芯模型欧姆放电数值模拟

本文采用有限元软件分析了J-TEXT的完整铁芯模型、等离子体电流丝模型和简化中心螺线管模型的磁场特征,确定了简化中心螺线管的几何参数与电流,之后把有限长度中心通电螺线管参数加到托卡马克模拟程序TSC模型中,模拟J-TEXT的欧姆放电过程,获得了欧姆放电电流、电子温度、等离子体密度、等离子体电流,磁轴位置等参数。模拟结果与实验结果数据相符,为具有铁芯结构的托卡马克放电模拟提供了有效手段。     

插入铁芯的螺线管自感系数的实验测定及其应用

通过实验测定,得出了螺线管中插入铁芯后,其自感系数随铁芯插入深度而变化的规律,介绍了利用这一规律制作的电感式位移传感器测量金属杨氏模量的方法．     

铁芯托卡马克中二维和三维极向磁场计算模型的对比分析

为方便计算托卡马克磁场分布,建立了一些二维解析铁芯模型。由于前提假设的不同而给磁场分布的计算带来了不同的边界条件,因而得到的磁场分布计算结果与实际情况有所偏差。为了获得铁芯托卡马克的极向磁场三维分布,建立了带铁芯的极向磁场线圈三维数值模型,计算铁芯托卡马克的三维磁场,与不同铁芯模型的磁场计算结果进行比较,并且研究铁芯托卡马克的三维磁场的极向分量在环向上的不对称性。     

通电螺线管磁性实验的改进

初中物理第二册217页研究通电螺线管磁性的实验,是讲述电磁铁、电磁继电器的关键实验。按书上图10—28的装置去演示,一般很难做好,而且非常费时间,所以我从现成的教具上想办法,把弹簧改成用小橡皮筋代替,下面挂的铁棒改用原副线圈中的铁芯,铁芯的表面用红色和白色的油漆涂成均匀的红白相间的颜色,便于观察。同时在铁芯的上端,固定一根红色的指针,与竖立铁架台旁的标尺零刻度相对应,能随时读出橡皮筋伸长的长度。螺线管利用可拆变压器上的方形线圈代替,便于在实验时改变螺线管的线圈匝数,如图所示。插入螺线管的铁棒,可以用可拆变压器上的方形铁芯代替,方形铁芯一般比方形线圈的内腔要长,所以在方形线圈的下面,垫一个圆形或方形的空纸     

EAST中性束注入器用高压缓冲器分析

中性束注入(NBI)加速器短路故障时,根据B-H曲线和高压缓冲器的结构尺寸,在Fink的Snubber分析方法基础上,分别导出高压缓冲器任意铁芯叠片层的感应电压、涡流电阻与铁芯叠片层饱和深度的关系;利用安培环路定律,推出不同铁芯叠片层中涡流大小、饱和深度表达式,从而导出整个高压缓冲器随铁芯饱和深度变化的等效涡流电阻的表达式。根据Snubber的等效涡流电阻及NBI系统的杂散电容,分析故障时的瞬态短路电流回路,得到了铁芯叠片饱和深度的指数时间常数与电弧电流的表达式;得出高压缓冲器铁芯叠片的最大宽度及最小厚度分别为28 mm和114μm。经实验测试和理论计算对比分析可知,铁芯叠片饱和深度的指数时间常数的测试值与理论值基本吻合。     

铁芯变压器对极向场的影响

本文叙述了对HL-1装置铁芯变压器作无限长均匀磁化假定后,给出了极向场线圈(包括等离子体电流环)在空气区产生的磁场解析表达式,及数值计算,并在一比四模拟变压器上做了实验,计算结果与实验结果符合。     

磁场渗透导体壳的实验研究

本文叙述了测量阶跃脉冲垂直磁场和水平磁场渗透HL-1装置各种比例导体壳时间常数的方法。对空芯和铁芯变压器情况分别做了实验。给出了相应结果。     

浮环实验释疑

实验现象：插有铁芯的线圈直立在水平桌面上,铁芯上套着一个铝环,线圈与电源、开关相连,如图1所示．若线圈与直流电源相连,闭合电键后瞬间,看到铝环向上“跳”起．如果接在电压适当的交流电源上,可看到铝环“悬浮”在空中．试解释其原因．     

脉冲强磁场

一、引 言 一般铁芯磁体要做到具有厘米量级的工作空间,其最高磁场约为3T左右.如果采用圆锥形极靴把磁力线加以集中来提高场强的话,则当极靴根部直径比端部直径大10倍时,极靴间隙中的场强也仅能增加 1.5T[1].所以想以增大极靴根部直径和端部直径的比值进一步提高铁芯磁体的场强     

差动式电感测量金属丝杨氏模量

基于铁芯在差动式电感线圈中移动使线圈的电感值发生变化从而表征微小位移的原理设计了测量金属丝杨氏模量的新型实验装置。通过砝码给金属丝施加一定的力导致金属丝伸长,金属丝在伸长时使固定在它上面的铁芯在线圈中移动,从而使差动线圈1和差动线圈2的电感值发生变化。利用铁芯移动距离与电感变化之间的关系得到金属丝的伸长量,将金属丝的伸长量代入公式计算得到金属丝的杨氏模量。