气轨上的电磁感应实验

我们参考文献设计了气轨上的电磁感应实验。载有线圈的滑块系统在固定磁场中运动,用它的能量转换来验证电磁感应定律。载有线圈的滑块进出磁场区域时,线圈的磁通发生变化,线圈内将产生感生电动势。若在线圈的两端接入一个电阻r,构成闭合回路就产生感生电流。因而在电阻r两端就有电压降U。载有线圈的滑块在磁场区域内的位置和速度的变化,都直接影响线圈中磁通的变化,从而U值的大小和方向也将相应变化。闭合线圈中磁通的变化所产生的感生电     

用发光二级管演示电磁感应实验

从音乐贺卡上取下红、绿二只发光二极管,将两只二极管反向并联.先用一节干电池给反向并联的两只二极管通电,发现其中一只二极管发光,调换干电池两极(即改变电流方向),另一只二极管发光,说明二极管有单向导电性.再将反向并联的两只二极管与一个约200匝的漆包线圈组成闭合回路,保证磁场方向不变,让线圈做切割磁感线运动时,发现二极管A发光,说明电路中产生了感应电流;反向切割磁感线时,二极管B发光,说明此时感应电流方向发生变化,即感应电流方向与导体切割磁感线运动方向有关.     

验证感生电场存在的实验

针对磁场变化时激发产生的感生电场很难演示的问题,设计了演示感生电场存在的实验. 该实验将不同功能的仪器组合起来使用,通过亥姆霍兹线圈的交变磁场对带电粒子的作用效果,直观说明感生电场的存在.     

利用LC谐振做“磁场的描绘”实验

用感应法做“磁场的描绘”实验时，通常直接将一定的正弦电压加到励磁线圈上，使其中流过（有效值）恒定的电流，再将探测线圈放置在磁场中，通过测量探测线圈上的感应电压来确定磁场的大小和方向．我们做此实验时，由于仪器所限，信号源的最大输出电压仅达六、七伏，故励磁线圈中的电流较小，仅为几毫安，因而从探测线圈上测得的感应电压亦很小（最大值才几毫伏），而外界干扰较大，这样，测量结果的误差往往很大．为了减小误差，需增大励磁电流．为此，我们在励磁线圈所在的回路中串联一电容器（如图中的C），调节信号源频率或电容器之值…     

涡流及其应用

 大块金属在交变磁场中或相对磁场运动时,在金属内会出现流线为闭合涡旋状的感应电流,该电流叫涡旋电流,简称涡流。一、涡流产生的原因由法拉第电磁感应定律知,当通过闭合回路的磁通量发生变化时,将产生感生电动势,形成感生电流。由于金属内部处处可以构成回路,当大块金属处在变化着的磁场中或相对磁场运动时,穿过金属任意回路的磁通量都可能发生变化,在磁通量变化过程中,金属块内将产生感应电流,这种电流的流线在金属块内自行闭合,形成涡流。     

探究直流导线周围磁场的变化

利用螺绕环、线圈、电流计和可变电阻器等设备,设计了探究直流导线周围磁场变化的实验装置.由电源、转向开关和电阻来改变导线中电流大小和方向,进而改变直流导线周围的磁场,通过灵敏电流计来探究缠有线圈的螺绕环中感应电流的变化,由此得出直流导线周围的磁场大小和方向与直流导线中电流的大小和方向的关系.     

双管对比式楞次定律演示装置

利用圆柱形强磁铁在铜管中下落并与同尺寸圆柱形铁块自由下落相对比以验证感应磁场对强磁铁的阻碍作用,再利用螺线管配合发光二极管演示强磁铁进出螺线管时感应电流方向的变化,从两方各面验证了楞次定律.另外,利用本装置还可测量闭合回路中的感应电流等物理量.装置结构简单且可拆卸,具有组装快捷,操作方便等特点.     

LED在物理演示实验中的应用

本文利用发光二极管对电磁感应现象、自感现象等演示实验进行了改进,并用多个发光二极管组成的阵列形式来模拟直流电流流动方向和对电容的充电、电容的放电现象的演示,加强学生对直流电流的方向性的认识,便于学生观察电容的充电、电容放电的整个过程,明显提高了实验的效果。     

基于动态阻抗模型的磁控式持续电流开关

本文研究了高温超导闭合线圈的重要励磁方式——持续电流开关(persistent current switch).高温超导闭合线圈在各种场合中被广泛地应用和研究.为了使高温超导线圈能够工作在持续电流模式(persistent current mode)下,需要持续电流开关利用超导体在超导状态和电阻状态之间的转换来实现开关状态的切换,而磁控式持续电流开关具有响应速度快、励磁效率较高等优点,因而在闭合超导线圈的励磁中具有广阔应用前景.本文提出一种基于动态阻抗模型的磁控式持续电流开关,将动态阻抗以及磁控式持续电流开关的理论研究与探究实验相结合,深入分析磁控式持续电流开关应用于线圈励磁的影响因素,从而实现动态阻抗的灵活设计以及闭合线圈励磁性能的改善.     

连续波核磁共振实验的新型功率源设计

连续波核磁共振实验是近代物理实验中具有代表性的一个实验．本文提出一种新型磁铁控制功率源设计,该功率源能够产生有直流偏置的交变电流,直流偏置大小与交变电流的大小和波形都可调节,驱动绕在永磁体上的一组线圈,改变主磁场大小和扫场的扫场模式．     

A simple electromagnetic method of cyclic loss measurement for superconducting wires in a combined alternating transverse magnetic field and transport current

We measured cyclic losses in a superconducting wire, carrying alternating transport current, simultaneously exposed to an alternating transverse magnetic field. Samples of Bi-2223 Ag-sheathed tapes have configuration of a double-layer non-inductive coil, which itself is a pickup coil to measure the AC losses. Potential taps were attached to both terminals of the sample coil. The external field was applied along the axis of the sample coil. In this procedure, we can estimate an averaged Poynting's vector on a cylindrical surface between the two layers by means of signals from a pair of the potential taps and from pickup coils for the external magnetic field and the transport current. We can also measure a magnetization and an extended transport-current components of AC losses in addition to a total cyclic loss for a combined alternating external field and transport current. Obtained results are compared with numerical predictions of the critical state model taking into account the magnetic field dependence of critical current density.     

超导线圈中的感应电流

通过和普通导体线圈比较,从超导线圈内磁通量保持不变的性质出发,讨论了不同情况下超导线圈中感应电流的大小、方向和持续时间等方面的特点.     

Specific coil noise induced by magnetic matter at phase transition temperature

It was found that a polycrystalline gadolinium sample forming part of a closed magnetic loop threading a coil induced substantial coil noise when its temperature corresponded to the transition temperature of gadolinium.     

关于条形磁体穿过线圈时线圈中的感应电流的思考简

揭示并分析了当条形磁体的一端进入线圈（单匝）时．线圈中感应电流方向与磁体外侧磁感应强度方向之间的矛盾,同时对条形磁体内外的轴向磁场的大小和变化率的分布也进行了深入地分析,并据此进一步的论述了条形磁体匀速地穿过线圈（单匝）的全过程中线圈中的感应电流的方向和大小的变化规律。     

短腔自屏蔽核磁共振成像超导磁体的设计

本文提出了一种短腔自屏蔽核磁共振成像(MRI)超导磁体的设计方法.先将矩形截面螺线管线圈简化成截面为一个点的电流环,得到一个线性规划模型,采用线性规划的方法得到合适的线圈位置和电流大小,然后再利用遗传算法对线圈的截面形状进行优化,得到合适的线圈截面尺寸.线性规划的引入,减少了优化变量,降低了优化规模,结合遗传算法,使得短腔自屏蔽MRI超导磁体设计变得简单易行.文章最后给出了一个设计算例.     

Effects of helical anisotropy on nonlinear voltage response in amorphous wires

The nonlinear voltage response in soft magnetic amorphous wires exciting by an alternating current is studied. The frequency spectrum of the voltage in the pick-up coil wound around the wire with a helical anisotropy is found in the framework of a model based on quasi-static Stoner−Wohlfarth magnetization reversal. The effect of a deviation of the anisotropy axis from the azimuthal direction on the field dependences of amplitudes of voltage harmonics is analyzed. It is shown that the field sensitivity of even harmonics increases with the anisotropy axis deviation angle. The current amplitude range to obtain a maximal field sensitivity of the second harmonic is found. The influence of the skin effect on the frequency spectrum of the pick-up coil voltage is discussed. The results obtained may be of importance for the development of sensors of a weak magnetic field.     

混合量子点QLED结构性能研究

为研究基于混合量子点的QLED结构与性能,利用红光量子点以及绿光量子点两种材料制备了橙光QLED器件,并对其性能进行了表征。实验制备的器件结构为ITO/PEDOT∶PSS/poly-TPD/混合QDs/Zn O/Al,其中发光层采用了3种混合量子点的混合结构方案。方案一先旋涂红光量子点层,后旋涂绿光量子点层;方案二先旋涂绿光量子点层,后旋涂红光量子点层;方案三将红光、绿光量子点1∶1混合后制备为发光层。实验结果表明:方案一制备的器件电流密度最大,发光亮度最低,且只有红光谱;方案二制备的器件具有最小的电流密度,同时具有红、绿光谱,在8 V电压下,电流效率约为4.69 cd/A;方案三制备的器件同时具有红、绿光谱,电流密度与发光特性介于方案一与方案二之间。实测数据与理论分析是一致的,方案二制备的器件存在双能量陷阱,能够将注入的空穴以及电子同时限制在红光量子点层内。通过调节各功能层厚度使得载流子注入平衡,可进一步增大发光电流,提高器件效率。     

An efficient calibration method for SQUID measurement system using three orthogonal Helmholtz coils

For a practical superconducting quantum interference device(SQUID) based measurement system,the Tesla/volt coefficient must be accurately calibrated.In this paper,we propose a highly efficient method of calibrating a SQUID magnetometer system using three orthogonal Helmholtz coils.The Tesla/volt coefficient is regarded as the magnitude of a vector pointing to the normal direction of the pickup coil.By applying magnetic fields through a three-dimensional Helmholtz coil,the Tesla/volt coefficient can be directly calculated from magnetometer responses to the three orthogonally applied magnetic fields.Calibration with alternating current(AC) field is normally used for better signal-to-noise ratio in noisy urban environments and the results are compared with the direct current(DC) calibration to avoid possible effects due to eddy current.In our experiment,a calibration relative error of about 6.89 × 10-4is obtained,and the error is mainly caused by the non-orthogonality of three axes of the Helmholtz coils.The method does not need precise alignment of the magnetometer inside the Helmholtz coil.It can be used for the multichannel magnetometer system calibration effectively and accurately.     

基于STM32F103RCT6无线充电电路的设计与研究

摘要：随着手机的普及、电动汽车和无线电技术的不断发展,电子产品也越来越丰富。对各种电池的充电速度和工作时间提出越来越高的要求。由于目前电池的电量工作时间较短、快速充电、远距离充电等问题不能解决,从而给人们的生活带来了极大的不便,特别限制了电动汽车工业的发展。所以针对电池的充电问题,本文设计了一款电磁谐振式无线充电器。该充电器采用STM32超低功耗单片机作为无线充电电路的主控制器,通过对发射信号频率的控制,使处于异地的输出电路工作在谐振状态,实现最大功率无线传送,接收端线圈输出再经过整流、稳压、滤波后输出+5V电压,最终经过智能控制电路给便携式设备中的锂电池充电。并通过指示灯显示电池是否正在充电、充满、电池反接和电源欠压等状态。该设计的充电设备具有使用灵活、方便、工作可靠,电能利用率高,无线充电距离远等特点,同时具有过压、过流保护,具有广泛的应用价值。