矩形载流线圈沿一中线折成直角可看作磁偶极子

从磁偶极子的特点出发,用毕奥一萨伐尔定律、安培力公式和力矩的定义,推导出用磁矩表示的矩形载流线圈沿一中线折成直角的远场及其在均匀磁场中所受的磁力和磁力矩,指出此非平面载流线圈可看作磁偶极子．     

矩形载流线圈的磁力分析

根据毕奥-萨伐尔定律，矩形载流线圈置于长直载流导线的磁场中时，矩形线圈的任一条边不仅受长直载流导线的磁场力作用，还会受到线圈另外三条载流边的磁力作用，一般教材只考虑了前一部分力而没有讨论后一部分力，本文对此作了补充。     

关于非平面载流线圈磁矩及应用的探讨

论证了非平面载流线圈磁矩定义的等价性,导出了非平面载流线圈在匀强磁场中所受磁力矩的计算公式和非平面载流线圈激发磁场的计算公式．     

在气轨上演示载流线圈在磁场中的运动

载流线圈在非均匀磁场中由于受到的磁力矩和磁力都不为零，载流线圈除了发生转动外还要平动。     

圆电流在磁场中所受的力与力矩

本文利用安培定律直接导出均匀磁场对圆形载流线圈的作用规律,并结合磁场中的高斯定理,求出圆形载流线圈在非均匀磁场中所受的磁力.     

载流线圈在非均匀磁场中所受的作用力

给出了非均匀磁场对载流线圈作用力的一般计算公式，利用该公式计算了一个磁偶极子对载流线圈的作用力。     

共轴圆形载流线圈间的相互作用力

利用圆形载流线圈空间磁场的轴对称性，根据安培环路定律和高斯定律，通过不断迭代的方法巧妙地给出了圆形载流线圈空间磁场的级数表达式，并由此计算出了两共轴圆形载流线圈间的径向和轴向相互作用力．与其他推导方法相比，该方法简单、巧妙，易于理解，便于在普通物理教学中推广．     

非平面载流线圈的磁矩

本文采用分解电流元的方法,分析了任意形状非平面载流线圈在均匀磁场中所受力矩的作用。在此基础上引入了一般非平面载流线圈的磁矩。从而使磁矩一量在概念上更加普遍,在应用上有了更广泛的意义。     

磁场中载流线圈力和力矩的公式

本文给出计算载流线圈在外磁场中所受力和力矩的普遍公式.     

D型超导线圈的磁弹性弯曲和屈曲

基于曲梁理论和Ｂｉｏｔ－Ｓａｖａｒｔ定律提出描述超导载流线圈力学行为的一个新的理论模型。通过对边值问题基本方程的半解析求解－给出封闭形式的解析通解和数值特解，所得结果可模拟载流线圈的变形、失稳全过程，获得所有的位移，应力分布，并准确预测出线圈失稳时的临界电流值。     

磁性研磨感应器电磁线圈的两种计算

对用电压线圈法和电流线圈法计算电磁线圈参数两种方法进行了比较,并建议电磁感应器的电磁线圈应尽量采用电流线圈.     

平面电涡流线圈的结构参数设计

为提高平面电涡流传感器的灵敏度,以Biot-Savart-Laplace定理为基础,研究了传感器线圈结构参数对其灵敏度的影响。推导了平面电涡流线圈的磁场分布梯度公式,仿真计算、分析了不同结构参数条件下线圈的磁感应强度-距离曲线,并进行了实验验证。结果表明:增加外径和圈数,减小内径,可以有效地提高平面电涡流线圈的灵敏度。     

基于改进遗传算法和有限元分析的罗氏线圈结构优化设计

针对矿热炉电极电流过大、难以实时精确测量等问题,结合改进遗传算法和有限元分析,设计了一种优化的罗氏线圈结构,并进一步建立了罗氏线圈优化系统。首先根据罗氏线圈的测量原理,结合COMSOL软件,建立罗氏线圈仿真模型,并在不同结构参数情况下,对罗氏线圈的测量结果进行分析和比较。通过COMSOL和MATLAB混合编程,以罗氏线圈测量准确率为优化目标函数,结合精英保存策略和惩罚函数改进的遗传算法,实现了罗氏线圈结构的优化设计。优化设计的罗氏线圈在组合使用后能够较精确地测量矿热炉电极电流,满足了矿热炉电极电流测量的要求,具有较好的实用价值。     

对称平衡式涡流传感器在管棒检测中的应用

涡流探伤可以在不损伤金属件的情况下检测出有缺陷的产品并自动剔除,被广泛应用在金属加工行业.就管棒材料探伤普遍使用的涡流传感器存在灵敏度不高等缺陷,提出了一种新的方法和结构,从而更简便、更有效地检测出缺陷,并解决了工程中存在的常见问题.此方法使用的高频反射式涡流传感器采用对称平衡式线圈,是穿过式线圈和探头式线圈的结合体,用探头式的内部结构(差动式)和穿过式的方位配置来制作,有效结合了两个线圈的优点.这种穿过式探头,在制作时已经在实验室将所有参数调整到位、并封装,现场无需再根据环境变化做出调整.由此可见,简洁方便是对称平衡式线圈所具有的一大优势.     

微小平面电感线圈近场涡流效应模型

微小平面电感线圈是一种新型的近场电涡流检测敏感器件,能够应用于复杂表面之间和微机电系统中实现准确的位移测量或无损检测。为了研究微小平面电感线圈的近场涡流效应对其自感和阻抗的影响规律,以轴对称时谐电磁场理论为基础,根据微小平面线圈近场涡流效应的特点,建立了描述微小平面线圈的自感和阻抗变化的数学模型,并进行了详细的模型解析和实验验证。验证结果表明,建立的数学模型具有很强的可计算性,并能够与实验结果很好地相符合,可以为微型平面线圈电涡流传感器的设计提供依据和指导。     

HT-7U装置环向场线圈涡流损耗分析

文章分析了由等离子体电流和真空室感应电流在HT-7U装置环向场超导磁体中产生的涡流损耗.超导磁体中变化的磁场被分解为切向和法向两个分量,通过将超导线圈分为适当单元可求出磁场两个分量产生的涡流损耗.文中给出涡流损耗的分布及其随时间变化情况.计算结果表明涡流损耗不仅沿线圈周长分布不均匀而且在线圈的断面上也不均匀.     

大型电力变压器绕组直流电阻"三点法"测试研究

提出了“三点法”动态测量大型电力变压器绕组直流电阻的原理和方法,即利用电阻、电感在直流电源作用下的充电过渡过程,用计算机技术调节充电过程的时间常数,并对充电动态曲线进行等间隔采样,只要选择三点以上信息,通过计算机解出3个联立方程,即可求得变压器绕组的直流电阻值。用计算机模拟和变压器实测证实了该方法的可行性以及测量结果的准确性,得出了用三点法动态测量各种大型电力变压器绕组直流电阻的规律。介绍了利用数据采集分辨率提高变压器直流电阻测量精度的方法。     

油气管道变形涡流检测线圈探头的有限元仿真分析

涡流测距法是油气管道变形检测的一种有效手段,该方法要求电涡流线圈探头的量程较大,以便检测器能够顺利通过管道的变形区域。为提高线圈探头在较远距离上的检测分辨率,利用有限元方法,在保持线圈探头上激励功率不变的条件下,对线圈探头产生磁场的空间分布进行了仿真,并研究了线圈探头的内外径之差、厚度和等效半径对检测分辨率的影响。仿真结果表明:线圈探头的内外径之差增加,其检测分辨率增加;线圈探头的厚度增加,其检测分辨率增加;线圈探头的等效半径增加,其在较远距离下的检测分辨率先增加后减小。试验结果表明:在保持激励功率不变的条件下,增加线圈探头的内外径之差和厚度确实能够提高传感器的检测分辨率和灵敏度,与仿真结果一致。     

小型并联谐振式中频电炉节能方法探讨

分析了中频电压与感应圈匝数的匹配,通过采用具有升压功能的负载电路的方式降低感应圈的损耗;采用12脉整流串联电路,间接提高了逆变输出的中频电压,通过与感应圈匝数的匹配,可以有效降低感应圈空载电流,降低感应圈损耗,达到节能目的.     

基于新型脉冲涡流传感器的裂纹缺陷定量检测技术

传统脉冲涡流检测技术采用反射型传感器,其通过一个圆柱形的激励线圈来产生激励磁场,采用检测线圈或霍尔传感器来检测扰动磁场,然而由于激励磁场要比缺陷引起的扰动磁场强很多,使得这种结构的传感器对缺陷的检测灵敏度不高,需采用差分的方法来增强缺陷信息.提出了一种新型脉冲涡流传感器,其通过采用矩形激励线圈来改变激励场的空间分布,使得无需差分就可以对缺陷进行定量.在分析该新型脉冲涡流传感器检测原理的基础上,采用仿真和实验相结合的方法研究了其对裂纹缺陷长度和深度进行定量的效果,仿真与实验结果相一致,证明了该传感器的有效性.