磁电式电流表的设计原理

我们知道通电导体在磁场中受到的磁场力为：F=BILsinα。而一定电流的矩形线圈在匀强磁场中受到的是一力偶矩．设线圈平面口abcd与磁场方向平行，如图1，则F1=     

制作简易直流电动机

为了演示“磁场对通电导线的作用力”实验,设计了简易直流电动机.该简易直流电动机是将绕成不同形状的导线放置在磁场中,通过线圈的旋转,即可演示磁场对通电导线的作用.     

基于电阻应变片的低温应变测量方法研究

超导磁体在降温及通电情况下将受到热及电磁应力,拟采用电阻应变片测量CFETR CS模型线圈在降温及通电过程中产生的应变。为了修正温度和磁场对电阻应变片的影响,采用惠斯通电桥法补偿应变片由于温度及磁场引起的偏差,并实际测量了316L不锈钢样品从室温降到液氦温度的热收缩值,测量结果与ITER数据库数值进行了对比、分析,并研究了磁场对应变测量信号的影响,结果表明惠斯通电桥法能够修正温度和磁场对应变测量的影响,并达到测量的精度要求,可以用于CFETR CS模型线圈的应变测量。     

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．     

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.     

无磁加热薄膜仿真设计与实验验证

介绍了一种用于原子气室的无磁加热薄膜技术。原子磁力仪、原子陀螺仪、原子钟等采用热原子系综的精密测量仪器通常采用原子气室作为物理系统,为了保证足够的原子数密度,原子气室工作温度通常为80～120℃,因此无磁加热技术是热原子钟的核心技术之一。采用多物理场有限元仿真分析通电线圈在小电流（直流0.2 A）条件下产生的稳态磁场分布情况,通过对比不同线圈结构产生的磁场分布,得到满足性能要求的通电线圈结构。实验结果表明,采用优化后结构的无磁加热薄膜产生的剩磁低于100 nT,满足原子气室无磁加热要求。该设计对以原子气室的原子钟性能提升提供了可靠保证,并为原子钟小型化提供参考。     

霍尔效应法测量通电双圆线圈磁场的数据处理

介绍了霍尔效应实验原理,对实验数据进行曲线拟合,得出了通电双圆线圈内磁场的分布,并计算了霍尔元件的霍尔灵敏度。     

探究安培力实验装置的简易制作方法

通常做通电线圈在磁场中受力偏转的实验是通过导线把线圈悬挂在支架上,这样偏转角度小,甚至不偏转.为了实现新课标中培养学生实验探究能力,笔者利用身边常见材料制成可进行学生分组探究安培力的实验装置.     

安培力定量分析演示仪的改进

对现有安培力演示仪进行了改进,利用可调直流电源改变电流的大小和方向,通过对调磁极可改变磁场的方向,通过移动磁极之间的距离可改变磁场的强弱,通过改变线圈抽头接线柱可改变通电导体的长度.利用该仪器可定量探究安培力的大小和方向与通电导体长度、电流的大小和方向以及磁场强度的关系.     

对求解通电螺线管磁场两种方法的讨论

分别利用磁标势法和磁矢势法求解通电螺线管空间点磁场的磁感应强度,将两种方法进行比较和讨论,得出求解通电螺线管空间点磁场时选用磁标势法或磁矢势法的一般规律。     

3个共轴圆线圈形成的匀强磁场

分析了3个共轴圆线圈形成磁场的均匀性，得到了3个共轴圆线圈形成匀强磁场的条件，并且通过数值计算，全面展示3个共轴圆线圈磁场的均匀性．只要合理配置3个共轴圆线圈的大小、线圈中的电流强度和线圈之间的距离，3个共轴圆线圈的磁场在强度和均匀性方面都优于亥姆霍兹线圈的磁场。     

宽平顶低横向场分量螺线管线圈设计

介绍了非均匀绕线技术和匀场环技术在螺线管线圈设计中的应用。分析表明这两种技术的采用可以减小线圈间隙的磁场波动、屏蔽线圈磁场的横向分量,从而设计出宽平顶低横向场分量的螺线管线圈。针对中国工程物理研究院12 MeV直线感应加速器螺旋管线圈的设计结果表明,非均匀绕线技术可以使线圈间隙处的轴向磁场波动减小约70%,匀场环的采用则能使线圈磁场的横向分量减小96.5%。     

关于通电螺线管内部的磁场

实验证明通电螺线管的周围和内部均有磁场，通电螺线管的磁场方向跟电流方向之间的关系可用右手螺旋定则来判定．通电螺线管的磁场强弱跟所通电流的大小有关．这些实验事实都不难理解，学生感觉困惑的是：“置于通电螺线管内部的小磁针N极跟置于通电螺线管外部的小磁针N级指向不同”这一实验事实(如图1所示)．     

涡电流加热实验仪的研制

简述了涡电流加热的实验原理,并设计了涡电流加热实验仪.该实验仪利用给带铁芯的线圈通电产生的磁场,通过磁场变化产生涡电流,同时释放出热量达到涡电流加热的目的.比较了几种金属的涡电流加热与同种金属在不同电源频率下的涡电流加热的效果.     

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。     

目标场法在悬浮超导球体的球形线圈设计中的应用

文中把目标场法引入到悬浮超导球体的球形线圈设计中,根据目标场法产生均匀磁场的原理,通过离散化绕组来近似处理球形线圈在超导球体和球形线圈的间隙内产生均匀磁场的电流密度分布规律。利用有限元分析和验证,在超导球体与球形线圈之间的间隙内产生了具有很好均匀性的悬浮磁场,这会明显提高超导球体悬浮的刚度和稳定性。     

异面腔四频差动激光陀螺的色散平衡

为了减小异面腔四频差动激光陀螺(DLG)腔长变动导致的零漂,对DLG的色散平衡进行了研究.利用气体激光的经典理论,推导了DLG零偏与工作点和轴向磁场的函数关系,给出了色散平衡的理论证明.利用在DLG增益管上缠绕通电线圈,给增益介质施加大小可控的轴向磁场,通过驱动腔平移镜上的压电换能器调节腔长来改变工作点,做出了零偏随腔长和线圈电流的变化曲线.结果表明,零偏对腔长变化的灵敏度是轴向磁场的函数,当增益曲线的塞曼分裂量等于非互易分裂量时零偏对腔长变动不敏感.色散平衡技术减小了腔变动对DLG的影响,有利于提高DLG精度.     

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．     

HL-1装置的磁场测量

本文叙述了HL-1装置环向场线圈、内外垂直场线圈,欧姆变压器初级绕组和偏磁绕组的磁场测量方法和结果,初步讨论了带有切口的铜壳对磁场的影响。     

一种新型凹面磁耦合谐振式无线电能传输装置

目前文献中，市场上多采用平面发射线圈、平面接收线圈实现磁耦合谐振式无线电能传输，弊端是传输效率不高。针对此弊端，设计并自制一新型凹面发射线圈。利用磁通门传感器测量磁场分布，结果表明，凹面发射线圈的磁场分布较平面发射线圈明显向中轴线汇聚；搭建实验电路进行对比实验，结果表明，对于相同的平面接收线圈，凹面发射线圈较平面发射线圈传输效率明显提高，高达10%。