载流长直密绕螺线管磁场的全空间解

很多《普通物理学》教材讲到稳恒磁场时，都以长直密绕螺线管为例，为求解其磁场分布，一般都假设导线很细，将长直密绕螺线管简化为一串共轴圆电流，得到管内磁场是一均匀磁场，管外磁场为零的结论．但这样的螺线管模型不可能使电流从管的一端流到另一端，与实际情况相差较远．本文在不做这种简化假设的条件下，求得长直密绕螺线管磁场在全空间的精确解．ｌ长直密绕螺线管的磁场 设长直密绕螺线管的半径为Ｒ，单位长度上的匝数为ｎ，电流环绕轴线流动并与轴线方向成一角度ａ，如图１所示．将管上任一段的管壁展开，如图２（为清楚起见，图…     

载流有限长密绕螺线管的磁场分布

对于通以恒定电流的有限长螺线管,首先用柱函数展开法推导出矢势的表达式,再利用磁感应强度与矢势的关系式,得出积分形式的磁场表达式.然后用直接积分的方法计算出磁场分布的级数表达式.最后讨论了某些特殊位置处的磁场.     

无限长密绕通电螺线管磁场简明计算

通过对称性、 磁场无源特点和安培环路定理, 讨论了无限长密绕通电螺线管内外的磁场简明计算方法     

无限长密绕载流螺线管中磁场分布教学的不同设计

无限长密绕载流螺线管是磁场教学中的一个重点和难点. 通过几种不同方法的教学设计, 对无限长密 绕载流螺线管磁场分布进行具体分析, 达到启迪学生思维, 领悟物理思维方式精髓的目的     

载流直螺线管磁场的三维数值解

本文利用严格的解析和数值方法讨论了载流直螺线管产生的三维磁场 ,并在计算机上进行了高精度的数值计算。     

无限长密绕螺线管的磁场

在普通物理教材中讲到无限长密绕螺线管的磁场时,多采用安培环路定理,首先认为管外场为0,而后得出管内场均匀且为μ0nI(n为单位长匝数).但对管外场为什么为0多缺乏分析,大学物理83年第一期所载赵凯华同志的文章认为:类似于螺绕环,可利用安培环路定理证明无限长螺线管外部场B=0,但具体如何证明并未给出.我认为,在讲述无限长密绕螺线管的磁场时,可采用下述方案. 一、根据一般教材的安排,无限长螺线管轴线上的磁场B=μ0nI的结论,已由毕奥-沙伐尔定律及迭加原理的运用而得到. 二、说明管内外的场分别为均匀场,这是由于: 1.根据对称性的分析,管…     

细导线密绕螺线管的磁场

利用圆电流矢势和磁场的叠加原理，导出了细导线密绕螺线管磁场的级数表达式。     

无限长载流螺线管磁场的初等计算

无限长载流螺线管外部的磁感应强度B是不等于零的.这一结论在某些教材[1]和文章[2]中已有较详尽的证明.本文给出计算螺线管内、外磁场的一种较为简单的初等方法. 通常的螺线管由缠绕在直园柱面上的螺旋形导线构成(见图一).若螺线管的半径为R,导线与园柱面母线方向成一角度α(对真实的螺旋线,a可以接近π/2,但aπ/2),将园柱面展开成为平面(见图2),由螺旋线的性质可以容易地得到其螺距d与a、R之间的关系: ZOR。_。_。、..、._…._d一——.螺线管单位长度上的匝数 dZHR”“”可见,。是受到a(或d)的制约的.由日二可知,一厘螺旋线导线的长度7…     

载流螺线管周围的磁场

在任何一本物理学书中,几乎都有对于载流螺线管的磁场的叙述.然而这些书中着重描写的大多是关于螺线管内部的磁场,对于螺线管外的磁场这个问题,尚有进一步讨论之必要.一、问题的提出 有这样一个问题: 在载流螺线管外面环绕一周(见图11)的环路L上,φB·dl等于多少?[1] 对于这个问题,通常有两种解释,一曰:如果螺线管是密绕的,那末φB· dl= 0;二曰:如果认为螺线管并非理想的密绕,必有漏磁通存在,因而中φB·dl=u0i(其中i为导体中通过的电流).这两种解释那个正确呢?一般说来,在处理有关载流螺线管的问题时,在未加特别说明的情况下,大多认为是…     

非密绕螺线管轴线上的磁场

利用旋转直角坐标系,根据Biot-Savart定律给出非密绕螺线管轴线上的磁场分布,最后由第二类变型Bessel函数的积分得到非密绕螺线管轴线上的磁场分布精确解。     

矩形截面密绕环状弯曲螺线管的磁场研究

本文根据毕奥-萨伐尔定律,对矩形截面的通电密绕弯曲螺线管产生的磁场进行了理论推导,并得到了相应的解析解.然后利用Matlab编程计算,展示了3种典型环状螺线管的磁场分布特点,并对其中半环状结构的管内场分布特点做了深入讨论.     

有限K厚壁载流螺线管的磁场分布

对于通以恒定电流的有限长厚壁螺线管,用柱函数展开法推导出矢势的表达式,再根据磁感应强度与矢势的关系式得出磁场的积分形式表达式.用直接积分的方法,计算出厚壁螺线管内部和外部的磁场分布的级数表达式.另外还用本文得出的公式求得中轴线上的磁场.     

有限长厚壁载流螺线管的磁场分布

对于通以恒定电流的有限长厚壁螺线管,用柱函数展开法推导出矢势的表达式,再根据磁感应强度与矢势的关系式得出磁场的积分形式表达式．用直接积分的方法,计算出厚壁螺线管内部和外部的磁场分布的级数表达式．另外还用本文得出的公式求得中轴线上的磁场．     

疏松载流螺线管轴线上磁场的分布研究

疏松载流螺线管轴线上磁场实验的设计可以测量螺线管轴线不同位置上的轴向磁场和径向磁场,实验结果与数值计算结果吻合。另外,从该实验测量结果发现疏松型螺线管轴线上的轴向磁场与螺距呈近似线性关系。这些工作不仅可作为大学物理实验课的选做内容,还可以为设计基于测量磁场的位移和应力传感器提供依据。     

有限长直密绕螺线管的自感系数

本文考虑了有限长直螺线管内磁场随轴线方向的变化，估算出其自感系数的近似表达式。     

用安培环路定理求载流无限长螺线管磁场

本文区别一般教材中毕奥一萨伐尔定律与安培环路定理相结合的方法，仅用安培环路定理求出载流无限长螺线管磁场分布，突显了安培环路定理在磁场分布方面的作用与意义，加深对安培环路定理的理解。     

有限长密绕矩形螺线管的自感系数

用磁场能量法得出计算自感系数的一般公式.通过直接积分得到了有限长密绕矩形螺线管自感系数的精确表达式,并对结果进行了图示和讨论.     

用安培环路定理求载流无限长螺线管磁场

本文区别一般教材中毕奥—萨伐尔定律与安培环路定理相结合的方法 ,仅用安培环路定理求出载流无限长螺线管磁场分布 ,突显了安培环路定理在磁场分布方面的作用与意义 ,加深对安培环路定理的理解