基于COMSOL Multiphysics的通电螺线管磁场分析

文中通过载流螺线管模型,分析了有限长螺线管磁感应强度的理论算法,并用仿真软件COMSOL Multiphysics建模并仿真,得到了螺线管模型磁感应强度的三维立体解,形象直观地表现了螺线管空间磁场的分布情况。同时,验证了与理论计算结果的一致性,并为电磁场其他问题的仿真建模提供参考。     

无限长直均匀密绕载流螺线管的磁场

针对普通物理学中螺线管模型不能说明的无限长直均匀密绕载流螺线管外的磁感应强度不为零的问题，提出建立与实际更接近的螺线管模型，并给出其解。     

无限长通电螺线管内磁场与其截面形状无关的证明

建立柱坐标系,利用毕奥—萨伐尔定律和矢量微积分,首先求出任意形状载流线圈任一点磁感应强度的一般表达式;然后在特定的条件下得出载流圆线圈轴线上的磁感应强度;最后利用场强叠加原理对任意形状载流线圈任一点磁感应强度的一般表达式进行矢量积分,得出截面为任意形状无限长通电螺线管内的磁感应强度与截面为圆形无限长通电螺线管内的磁感应强度具有相同的表达式,从而得出无限长通电螺线管内的磁场与其截面形状无关的结论.     

基于PASCO平台的电流磁效应研究

基于PASCO科学平台的电磁测量系统具有高灵敏度高稳定度的特点,利用磁感应强度传感器来测量通电螺线管不同位置的磁感应强度,亦能测量磁感应强度随电流的变化过程.     

用于直接测量磁热效应脉冲磁体的理论设计

采用经典电磁场、有限元数值计算两种方法，设计了一种用于磁热效应直接测量的脉冲螺线管磁体，在螺线管磁体中心处，磁感应强度的计算值及测量值均在2．2T(180A电流时)，且它们之间的误差很小；在以螺线管中心为球心，直径为10mm球内，磁感应强度的均匀度优于1％，达到了脉冲磁体的设计要求。     

一种霍尔效应法测量螺线管轴线磁感应强度的实验装置

提出了一种霍尔效应法测量螺线管轴线磁感应强度的实验装置。该实验装置采用直线电机带动霍尔元件在螺线管中移动,定位准确方便。螺线管励磁电流及霍尔元件驱动电流采用数控恒流源来提供,可以方便地改变方向及大小,精确控制测量时间,避免螺线管发热,从而提高实验精度,保护实验装置。     

磁聚焦法测量螺线管中心磁场

根据带电粒子在磁场中的运动特性,分析了电子束的磁聚焦原理,推导了螺线管中心磁场的计算公式,测量了长直螺线管中心磁场的磁感应强度。该方法测量原理简单、结果可靠。     

外磁场对磁流体油膜轴承性能影响研究

外磁场对磁流体油膜轴承的作用可以有效提高油膜轴承的工作性能。本文设计一多层密匝螺线管作为外磁场为轴承提供磁场强度作用力。该外磁场模型所产生的磁感应强度分布方程已计算得到。通过实验测量螺线管内部磁场强度分布;通过控制温度和磁场两个影响因素对磁流体粘度进行分析。研究表明,合理施加外磁场作用可有效提高磁流体轴承承载能力降低轴承失效率;此外,还可以增强轴承密封性能。     

载流螺线管轴上磁场的讨论

本文通过对载流螺线管导线沿半线叠绕和导线沿轴线密绕情况下，求出轴上任意一点的磁感应强度，补充了一般教材的不足。     

用冲击电流计测螺线管磁场的系统误差修正

通常用冲击电流计测螺线管磁场时,是把探测线圈放在通以电流的螺线管中,以突然改变电流方向的方式,使通过探测线圈的磁通量发生变化,因而探测线圈中就会产生感应电动势ε,与之相连的冲击电流计上就有电流流过。通过测定其间迁移的电量,就可求出待测磁感应强度。     

微管道机器人的脉冲驱动电源

有缆驱动微管道机器人行走时摩擦力大,影响行走效果。利用互补脉冲使螺线管产生交变磁场原理,设计了无电缆驱动电源装置。实验表明,该电源输出的互补脉冲具有较强的驱动能力,螺线管磁场引导机器人可在弯形管道和长距离管道模型中稳定行走,消除了电缆摩擦力对机器人的影响。该电源装置扩展了机器人行走范围。     

特种螺线管磁场分布及自感系数的研究

自感是电磁感应现象中的重要概念,关于自感系数的定义可归纳为静态法、动态法、磁能法三种。文章在讨论分析载流长直导线、载流螺线管全空间磁场分布的基础上,利用叠加原理,求解特种螺线管的空间磁场分布;利用磁能法,解析计算长直特种螺线管单位长度的自感系数。     

磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性影响的仿真研究

基于AMESim中建立的高速电磁开关阀的动态模型,在不同饱和磁感应强度、无磁滞磁化强度形状系数、可逆性系数、涡流系数情况下,对高速电磁开关阀的电流、阀芯位移特性、空载流量特性和空载压力特性进行了仿真。根据仿真结果,分析了磁性材料对高速电磁开关阀动静态特性的影响,提出了根据B-H曲线选择电磁高速开关阀磁性材料的原则。     

载流疏绕有限长螺线管内轴线上的磁场

讨论了有限长载流疏绕螺线管内轴线上的磁场,并与载流密绕螺线管内轴线上的磁场作了比较．用此分析方法可以求得较完整的载流螺线管内的磁场分布．     

高速电磁开关阀开关特性的机理研究

为改善高速电磁阀的开关特性,从电磁阀的数学模型着手,用实验仿真的方法,分析了高速电磁阀的开关特性机理,提出了高速开关阀的设计准则,探讨了阀芯质量、阀芯行程、线圈匝数、线圈电阻、驱动电压与电流等各参数对开关特性的影响．提供了寻找电磁阀快速开关的有效方法．     

长直载流螺线管磁场的研究

本文分别计算了圆形和方形两种螺线管的磁场。通过对单匝线圈磁场的积分来求得螺线管的磁场。分析了螺线管似圆电流的非封闭性,进而计算了其等效轴向磁场。     

部分充满介质的理想螺线管条件

一般教科书中都提到，理想螺线管（指内部磁场均匀，无漏磁）的条件是无限长（相对而言），绕线蜂蜜。但对绕线是否应该均匀则未做详细论述。本文试图指出，在无介质情况下理想螺线管的绕线都是均匀的，但在部分充满介质的情况下，均匀的绕线反而会破坏“理想”的条件。