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.     

通电圆线圈轴线上磁场分布分析

由毕奥一萨伐尔定律导出通电圆线圈轴线上磁场分布公式．由该公式出发推出一个更适用的表达式,并据此分析了单线圈的磁场和双线圈合成磁场．用标准偏差理论分析了两线圈间距取不同值时,两线圈间磁场的均匀程度．     

载流圆线圈平面上磁场分布的探讨

根据毕奥一沙伐尔定律推导了载流圆线圈平面上磁场的分布规律，并进行了实验测量．     

利用智能手机磁传感器测量亥姆霍兹线圈磁场

通过预实验确定智能手机磁传感器的位置后,用其测量亥姆霍兹线圈轴线的磁场分布,验证毕奥-萨伐尔定律及磁场的叠加原理,提供一种较为精确而简便的测量磁场的新方法.     

磁偶极子的磁场

面积为 S 载流为 I、任意形状的平面线圈,它的平面法向单位矢量为 ,它的磁矩 p_m=IS ,在离线圈中心远大于线圈线度的 r 处的磁感应强度,即磁偶极子的磁感应强度这在“理科物理”中可用毕奥-萨伐尔定律的安培形式 B=μ_0I/4π▽Ω来求得,但这毕奥-萨伐尔定律的安培形式的推导及应用它来求出磁偶极子激发的磁场,都与立体角Ω及立体     

截面为任意形状无限长螺线管的磁场

应用毕奥一萨伐尔定律计算了截面为任意形状无限长载流螺线管的磁场的磁感应强度,它与截面为圆形的无限长载流螺线管的磁场相同。     

高速直线运动电荷流产生磁场的讨论

电荷流是由电荷的定向运动形成的,根据毕奥-萨伐尔定律,得到等效电流,进而可以计算出磁场的磁感应强度公式。本文采用单个运动电荷的磁场公式得到电荷流在空间中某点产生的磁场,并阐述了根据狭义相对论得出高速运动的电荷流对应磁场的变化。     

载流线圈和有限长直螺线管磁场的理论分析与讨论

利用毕奥-萨伐尔定律,首先分析了单个载流圆线圈在空间任意一点的磁感强度分布的积分表达式,获得了其解析计算结果,并利用Mathematic描绘了其磁感线分布,同时分析了载流圆线圈所在圆面上磁感分布的特点.进而,基于单个载流圆线圈的结果,讨论了长直螺线管在空间任意一点的磁感分布,通过数值计算分析讨论了其磁场在空间分布的"均匀区",并利用Mathematic描绘了其磁感线分布.最后,结合工科"大学物理"和"大学物理实验"中所涉及到的有关问题作了相应的讨论.     

也谈稳恒磁场高斯定理的证明

循王旭同志的思路[注],我们不妨将证明作如下改进: (一)由毕奥-萨伐尔定律易知,任何电流元激发的磁场中的磁感应线,都是圆心在电流元所在的轴线上,而本身都在垂直于轴线的平面内的“心同轴圆”,故若电流元单独存在,则置于它所激发的磁场中的任何闭合曲面的磁通量为零。 (二)由于磁感应强度矢量遵从场的迭加原理,所以可以分割成电流元的任何电流所激发的磁场对于任何闭合曲面的通量都为零。 这样就从稳恒磁场的毕奥-萨伐尔定律证明了稳恒磁场的高斯定理。也谈稳恒磁场高斯定理的证明@严子尚$湖南湘潭师范专科学校《大学物理》 1982年第一期《…     

霍尔效应测量螺线管磁场的研究

根据毕奥—萨伐尔定律,得出了螺线管轴线上的磁场分布解析表达式,由霍尔效应实验原理,对其实例进行测量,利用Mathematic软件,对螺线管轴线上的磁场分布进行数值运算,把理论结果与实验结果进行比对,发现吻合度很好。     

四个平行共轴等大载流方线圈磁场的均匀性分析

匀强磁场广泛应用于科学研究和工程技术.以毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理为基础,建立了4个平行共轴等大载流方线圈磁场磁感应强度的表达式;用泰勒级数展开方法,发现了线圈系统磁场均匀性最好的条件;借助于数值计算,讨论了3种具体情况下线圈系统磁场的均匀性.结果表明:在最佳状态下,线圈系统能够在较大空间区域产生相对偏差小于0.01%、方向偏差小于0.01度的均匀性极高的磁场,并且磁场的均匀性和空间范围都明显优于方形亥姆霍兹线圈的磁场.     

毕奥萨伐尔定律建立的探讨

毕奥萨伐尔定律是电磁学中一个重要的定律。它是法国科学家毕奥和萨伐尔合作研究发现载流长直导线对磁极作用反比于距离的实验结果,并确定了电流对磁极作用力为横向力。该定律是由实验方法得到的,为了能够更好掌握毕萨定律的建立过程,我们尝试根据电磁场理论,应用电磁场变换的关系式推导运动电荷产生的磁场。进而得出经典物理学上的重要电磁规律---毕奥萨伐尔定律。在该条件下求出的毕萨定律,不仅适用条件清晰明了,同时为应用相对性原理解决问题做了充足准备。     

基于MATLAB的载流圆环磁场分布的动态仿真

根据毕奥—萨伐尔定律推导出载流圆环空间磁场分布的积分表达式,利用MATLAB给出计算结果,并对磁场分布矢量图、中心轴线上磁场分布图、与圆环面平行及垂直的面上磁场分布图进行仿真,研究了磁场在径向和轴向的三维分布,对教学和实际工程应用具有一定的指导作用。     

有限长螺线管磁场均匀性分布的理论分析和可视化研究

采用毕奥-萨伐尔定律,应用矢量叠加原理,具体讨论了长度为L=200 mm的螺线管的磁场分布.首先推导了单个圆形载流线圈的磁场在空间分布的积分公式,然后,利用Python软件求解绘制出了磁感应线,与经典物理教材进行了对比,验证了理论公式和数值计算的正确性.基于单个圆形载流线圈的结果,得到了有限长载流螺线管磁场全空间分布的理论公式,绘制了相应的磁感应线分布图,详细讨论了线圈匝数密度、螺线管长度对磁场空间分布均匀性的影响.发现匝数密度大于1000 m~(-1)时,螺线管在-74 mm≤z≤74 mm范围内的磁场可视为均匀磁场.本文的结果为大学物理和大学物理实验教学提供了可靠、直观清晰的素材.     

圆电流空间磁场分布

在柱坐标系中,直接从磁感应强度的计算公式毕奥一萨伐尔定律出发,在更为普遍的情况下得到了圆电流空间磁场的一般分布,并绘制出磁场的空间分布图,讨论了圆电流平面上、中心轴线以及远区的磁场．     

经颅磁刺激中线圈平面磁场分布计算

经颅磁刺激中载流线圈的设计非常重要。本文根据毕奥 萨伐尔定律 ,计算磁刺激载流线圈在其平面内的磁感应强度的分布 ,该分布结果对于指导磁刺激线圈的设计具有实际意义。     

演示实驗三則

一、验证毕奥-萨伐尔定律毕奥-萨伐尔-拉普拉斯定律是电磁学的基本定律,它是关于电流元产生磁场的规律。一般讲解这一定律时,由于各方面的原因,不可能分析它是怎样得到的,而只是作为实验和分析的结果直接引入。然而这一定律的形式比较复     

多个矩形载流线圈组合磁场的模拟仿真及应用

根据毕奥-萨伐尔定律推导出矩形载流线圈在空间产生磁场的计算公式.利用公式计算出两个\\四个矩形载流线圈同名磁极相对时磁场分布规律.根据计算结果,设计出磁场能量转化演示仪,分析了弹体在磁场中运动特点及动能的来源.     

基于Matlab的矩形载流线框磁场分布特征的仿真分析

为了研究矩形载流线框的空间磁场分布特征,本文运用毕奥-萨伐尔定律和磁场叠加原理推导出空间某点处磁感应强度的计算公式,再利用Matlab软件编制程序,通过循环求和实现磁场的数值计算.在此基础上,以单匝矩形载流线框为对象,数值计算了其空间磁场分布,绘出了多种条件下磁场的分布图像,进而通过对比分析得到了磁场的空间分布特征,并进一步对平行放置的两个矩形载流线框轴线上的磁场分布特征进行了仿真分析.编制的计算程序及分析所得的结论可为实际工程应用提供参考.     

亥姆霍兹线圈最均匀磁场的条件

亥姆霍兹线圈最均匀磁场的条件孟立志，赵保利（内蒙古大学０１００２１）（内蒙古林学院０１００１９）亥姆霍兹线圈是由一对相互平行的半径相等的圆线圈所构成．根据毕奥一萨伐尔定律，电流元Ｉｄｌ在空间产生的磁场ｄＢ为［１］根据（１）式，很容易得到一个圆线圈在其...