动生电动势的相对性

感应电动势分为动生电动势和感生电动势只具有相对的意义.由于运动的相对性以及电场和磁场的相对性,运动的导体棒,在一惯性参照系具有动生电动势,在另一惯性参照系,不仅有动生电动势还有感生电动势.     

动生电动势的相对性

感应电动势分为动生电动势和感生电动势只具有相对的意义。由于运动的相对性以及电场和磁场的相对性，运动的导体棒，在一惯性参照系具有动生电动势，在另一惯性参照系，不仅有动生电动势还有感生电动势。     

利用变限积分函数求导法讨论感应电动势问题

利用变限积分函数求导的方法,在磁场是无源场的基础上,推导了感应电动势是由感生电动势和动生电动势代数叠加的结果.与已有文献用其它方法推导出的结果一致.这进一步说明了感应电动势的两种产生途径,以及两种机制相互不影响的结论.将结论用于单边匀速运动的矩形线圈(大学物理教材中通用的简单模型),并运用于具体的授课过程,体现了内容的系统性,避开了繁琐的数学推导,拓展了学生的视野,不失为讲授该内容的较好方式.     

谈谈动生电动势的产生机理

动生电动势是指导体与磁场相对运动切割磁力线而产生的感生电动势,许多书上为了与那种线圈不动而磁场变化产生的感应电动势区别,给了这么个名称。目前统编教材把这两种电动势统称为感生电动势,笔者认为:为讲清这两种电动势的产生机理,把它们给予不同的名称是无妨的。     

感应式线圈靶半径分布对区截信号的影响

水下弹丸测速常采用感应式线圈靶作为区截装置。以点磁偶极子作为磁化弹丸的物理模型 ,运用电磁学理论 ,导出了弹丸穿越线圈靶时的感应电动势表达式 ,分析了线圈靶半径对区截信号的影响 ,得出了具有指导意义的结论     

瞬变电磁实验教学模型系统设计

针对地学仪器课程中瞬变电磁仪的实践教学需要,设计了一套瞬变电磁实验教学模型系统。该系统包括 发射/接收一体机、接收传感器、异常线圈和上位机控制软件4 部分。发射/接收一体机使用AＲM( Advanced ＲISC Machine) 控制器和CPLD( Complex Programmable Logic Device) 作为主控单元,驱动H 型全桥电路实现双极 性方波的产生与发射; 利用差分式空心线圈和双运放仪用放大电路设计了高灵敏度传感器; 通过研究闭合线圈 感应电动势与时间常数的关系,使用异常线圈模拟了良导电率有限导体; 上位机控制软件使用C#语言在Visual Studio 平台上开发。经测试,该模型能实时采集并显示瞬变电磁感应二次场衰减信号曲线,实现在实验室内模 拟瞬变电磁仪工作过程,对课程的实践教学具有一定的辅助作用。     

基于ANSYS线圈发射器驱动线圈电磁场分析

感应线圈发射器是一种优秀的电磁发射器,利用电磁力将射弹发射到超高速,其发射原理类似于直线电机。因此,对于驱动线圈的磁场分析是必要的。主要基于ANSYS仿真环境,建立了感应线圈发射器平板螺旋状驱动线圈的3-D有限元模型。利用单元棱边法对驱动线圈进行了分析,给出了磁场分布状况。理论分析与仿真结果相一致。最后,在所建立的模型上对磁场强度进行分析,所获得的结果对进一步提高驱动线圈的驱动力起到了参考作用。     

纳米晶体磁环对磨粒传感器灵敏度的影响

为了提高在线式磨粒监测传感器的监测灵敏度,设计了一种内置纳米晶体磁环的电磁式磨粒传感器.通过建立传感器内部磁场分布及输出感应电动势的数值模型,系统地研究了传感器感应线圈磁环和激励线圈磁环尺寸特征对磨粒监测灵敏度的影响规律.仿真及实验结果表明:纳米晶体磁环对传感器灵敏度具有显著影响.具体表现为:为激励线圈和感应线圈同时添加特定尺寸的磁环可使磨损颗粒引起的传感器输出感应电动势幅值增大4~7倍.该方法可大幅提高传感器对微小磨粒的监测能力,对大型机械设备的早期故障诊断和故障预警具有重要意义.      

Posenbroke方法对电磁轨道炮的优化计算

为了研究弹丸的发射速度,选择等离子体电枢作为研究对象,建立了包括粘滞、烧蚀、空气和摩擦阻力在内的电枢运动的数学模型,并用Posenbroke方法进行优化计算,以上四种阻力对电枢速度的影响是非常大的,并且任何电磁轨道炮模型中空气阻力和摩擦阻力是不可忽略的.文中通过调整发射轨道的高度、两轨间距以及电枢运动的时间来达到调整弹丸的发射速度的目的.     

多电极血液流速仪励磁系统优化研究

为了实现对人体血液流量测量及流速分布的监测,基于多电极电磁测量设计了血液流速仪,通过测量皮肤表面的感应电动势,实现对动、静脉血液流速的测量。首先,模仿人体肢体结构,包括皮肤、脂肪、骨骼、肌肉、动脉和静脉的尺寸和相对位置,建立COMSOL仿真模型。然后,以赫姆霍兹线圈、C型铁芯线圈为基础,仿真研究了多种励磁结构和励磁方式在肢体测量截面处激励的电磁感应强度分布,提出了励磁线圈的优化设计方案,最后,对不同结构、不同激励方式的励磁系统进行了优化对比。结果表明,两对正交布置并且采用同向激励电流的赫姆霍兹线圈磁场呈中心对称,磁场强度和均匀性均优于其他励磁系统,能够有效增强感应电动势数值,更适用于非轴对称流的多电极电磁测量。研究结果验证了励磁系统优化方案的可行性,以及其均匀性对于提高速度重构精度的积极作用。     

超高速弹丸电磁发射动力学

为了研究超高速弹丸(hyper velocity projectile,HVP)在电磁炮中发射时的弹炮刚柔耦合问题,建立身管刚柔耦合模型,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞模型,并在Adams中对刚性、柔性两种身管下的弹丸膛内运动进行仿真,获得超高速弹丸膛内运动基本特性。通过对比仿真结果得到考虑弹炮刚柔耦合作用时弹丸的横向角速度变化情况,以及弹托、电枢与导轨之间的接触-碰撞力变化情况。结果表明:为获得相对准确的系统运动规律,在研究电磁炮发射动力学时需充分考虑弹炮刚柔耦合作用对系统动态响应的影响。     

均匀磁场中U形导轨上运动导体的动生电动势

本文全面分析了在均匀磁场中的U形导轨上运动导体杆在各种情况下产生的动生电动势,给出了求电动势的一般表示式。     

在两个参照系中测量同一线圈中的感应电动势数值是否相同?

法拉第定律指出,只要穿过闭合电路的磁通有变化就有感应电动势。根据引起磁通变化的原因,可将感应电动势分为动生电动势和感生电动势两种。而运动是相对于参照系而言的,同一问题对不同的参照系来说可能会得出不同的结论。本文就是从相对论出发,分三种情况讨论同一问题对不同的参照系会得出什么结论,即讨论在两个不同的参照系中测量同一线圈中的感应电动势数值是否相同?     

电磁推进航天综合发射系统

根据电磁原理,设计优化新型电磁发射轨道,这是电磁推进航天综合发射系统的核心,从而将航天器的发射动力由原来的一次性运载火箭转移到可重复工作的加速轨道上.研究项目组通过已有的电磁原理和已经应用的电磁炮技术为突破口,查阅有关书籍并请教相关专业老师,找到创新点,优化原有的电磁炮发射轨道,在已实现的超导磁场、超导电流的技术基础上利用相关理论计算发射轨道长度,论证应用电磁原理发射航天器的可行性.     

电容储能式重接型电磁发射的仿真探究

重接型电磁发射无接触,稳定性好,速度快,适于发射大质量载荷,有望用于轨道交通系统。考虑电感梯度的动态特性,本文对电容储能式重接型电磁发射的电路系统和动态电磁场模型进行了仿真,其结果表明：驱动线圈电流下降时铝板中的涡流和铝板所受轴向力不会立即反向;减小放电回路电阻可提高发射的出口速度。     

基于电磁感应的遥测式三维定位系统

为了对全消化道生理参数诊查胶囊在人体内的三维位置进行连续跟踪,提出了基于电磁感应原理的定位新方法.在人的体表布置6个励磁线圈,采用正弦电流分时激励,在空间产生交变磁场,并在诊查胶囊内封装感应线圈.通过获得感应线圈上的感应电动势,结合定位模型和微粒群算法,可反求诊查胶囊的空间方位.实验表明:定位系统工作稳定,获得了较高的定位精度.     

霍尔元件特性的研究及其在加速器磁场测量中的应用

一、前言磁场测量问题,是当代电磁测量中最复杂问题之一.在加速器磁场测量中,常用的方法有霍尔效应法、感应线圈法和核磁共振效应法.感应线圈法在磁场测量时,必须便通过线圈的磁通量发生变化,因此,机械动作比较复     

基于多目标模拟退火法的垂向检测线圈改进

针对目前磁性检测站利用地磁模拟法获取的舰艇垂向感应磁场精度不够高的问题,提出一种检测线圈改进方法,以获得高精度的感应磁场.研究了双层垂向检测线圈的磁场均匀度对求解椭球壳感应磁场精度的影响,以磁场的均匀度和极差值构建目标函数,采用多目标模拟退火法对四层检测线圈的垂向坐标和安匝数进行优化.数值仿真表明:检测线圈改进后磁场均匀度提高了 13.00％,潜艇模型感应磁场Ziz的相对误差由4.10％降至1.95％.根据线圈优化结果搭建了线圈系统,并进行潜艇模型感应磁场测量实验,证明使用改进后的线圈能够获取更加精确的感应磁场Ziz,为工程上设计检测线圈提供了新的思路.     

增强型三线圈电磁斥力机构的运动特性分析

为进一步优化高压直流断路器的刚分速度和始动时间,改善电磁斥力机构的运动特性,本文提出增加电磁吸力作为驱动力的增强型三线圈电磁斥力机构,采用运动学、瞬态电磁场以及电路理论进行数学模型耦合分析,运用有限元分析软件建立二维模型,求解其运动特性,最后通过仿真试验进行验证。首先,本文分析了不同参数对其运动特性的影响,其次,分析了合闸线圈介入时刻对其运动特性的影响,最后,对比分析了增强型三线圈模型与双线圈模型的运动特性差异。结果表明：增加电容容值和电容电压可以缩短行程时间,提高刚分速度,且三个线圈中改变运动线圈驱动电路参数的优化效果最佳;适当增加线圈匝数和截面宽度可以增大电磁驱动力,缩短始动时间;从0时刻介入可以最大限度提高机构的运动速度;同参数条件下,三线圈模型可在2ms内完成25mm行程,对应的双线圈模型在2ms内只能完成16mm行程。     

ε=Blvsinθ中v的含义浅析

长为l的直导线,在匀强磁场B中切割磁力线时产生的动生电动势ε=Blvsinθ,其中速度v的含义是什么?一般教科书上只是说,v是导线运动的速度,实际上,通常有两种理解:①导线相对于磁场的速度;②导线相对于观察者的速度.不少人认为,既然电动势是由于导线切割磁力线而产生的,公式中θ又是B与y之间的夹角,所以y当然是相对磁场而言的.