圆形电流面内的磁场分布研究

大学物理教材中只研究了圆形电流轴线上一点的磁感应强度(→B),而对圆面内任意一点的磁感应强度(→B)却未给出计算公式.本文运用毕奥-萨伐尔定律及西普森公式,计算出了圆形电流面内任意一点磁感应强度的表达式.     

环形电流磁场的计算比较研究

立足于电动力学的数学表述,详细求解了圆形、矩形电流环在任一点产生的矢势和磁感应强度,并给出了任意形状平面电流环在任一点产生磁场的计算方法,并对不同的计算方法进行了比较和讨论．     

载流圆线圈平面内任意一点磁场的测试与理论分析

借助于DH4501B型亥姆霍兹线圈磁场实验仪对载流园线圈平面内任意一点的磁场进行测试;并在球坐标系下,利用磁感应强度的计算公式毕奥-萨伐尔定律结合园电流磁场的对称性推导出全空间磁感应强度的计算公式,给出栽流园线圈平面内任意一点的数值解;所得数值解与实验测定的结果相比较,二者吻合的相当理想,验证了实验的正确性。     

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.     

用磁标势法计算圆电流平面上的磁感应强度

用磁标势法计算了圆电流平面上任意一点的磁感应强度,并用该结果证明了圆电流平面中心的磁感应强度有极小值。     

载流圆线圈全空间的磁场分布

在球坐标系下,利用磁感应强度的计算公式毕奥-萨伐尔定律结合圆电流磁场的对称性推导出全空间磁感应强度^→B的计算公式,并将所得结果和利用磁矢位推导的全空间磁感应强计算公式的方法相比较,分析了两种方法的优缺点,并数值计算了载流园线圈平面内任意一点^→的数值结果。     

亥姆霍兹线圈磁场均匀区的理论计算

本文从毕一萨定律出发，导出了过亥姆霍兹线国轴线平面内任意一点的磁感应强度表达式，并在计算机上算出了任意一点的磁感应强度的大小及与线圈中心点相比的相对误差，并以图形形式画出了亥姆霍线国内的磁场均匀区。     

一种圆环电流空间磁场数值计算方法

圆环电流是最基本的理论磁体单元,其周围空间任意点磁场解析计算推导过程复杂。本文借鉴“割圆法”原理,推导了一种圆环电流周围空间任意点磁感应强度数值计算方法,基于该数值计算方法进行了圆环电流中轴线、圆电流平面、圆电流平面平行面及垂直面上磁场特征数值分析,并通过对比圆环电流完全椭圆积分磁感应强度解析计算结果验证了数值计算方法的准确性。研究结果表明本文圆环电流空间磁感应强度数值计算方法推导过程简单,能够方便计算空间任意点磁感应强度且准确度高。     

两平行圆形电流间的磁场分布的数值解及其匀场区

文中简要解出两平行圆形电流间的磁场分布的数学表达式,并借助微机求出磁场分布区各点磁感应强度B的数值解和B的方向,画出新的、较准确的均匀磁场区的范围,最后给出B—X曲线。     

对圆形电流回路磁场的进一步讨论

本文给出了球坐标系下圆形电流回路磁感应强度(?)的一般表达式。进而讨论得出圆电流平面上圆心处(?)有最小值,而且无论圆内或圆外(?)可用同一表达式表示的结论。     

似稳圆电流产生的感生电场

在圆电流磁场分布的基础上，给出似稳圆电流产生的感生电场、感生电动势及两共轴圆线圈的互感系数的计算公式，并通过例题计算两共轴圆线圈的互感系数。     

基于电共振方法的磁感应通信仿真研究

为了提高磁感应通信系统的通信距离,采用电共振方法进行改进,将其简称为MIC通信,分析MIC的信道特征并与传统的磁感应通信进行对比。研究表明:电共振方法可以减小磁感应通信系统的路径损耗和误码率,进而增加传输距离;线圈的Q值和半径越大以及线圈内阻越小,信号的传输距离越远。     

任意形状面电流磁场的半解析算法

面电流磁场的准确计算与精密电子设备的设计制造密切相关.相同宽度的任意形状面电流的磁场可采用半解析法计算:将面电流源分解为梯形面电流元和曲线面电流元,再将曲线面电流元用多个梯形面电流元进行拟合;计算梯形电流元的解析解或一重积分;利用矢量和公式将梯形面电流元和曲线面电流元的磁场合成为面电流的磁场.计算中存在如下奇异点,梯形电流元退化为直角梯形电流元或矩形电流元,场点位于梯形电流元的内部,场点位于梯形电流元的上下底边,且出现在梯形内部最大矩形的四个端点处.这些奇异点均可通过数学变换消除.     

从分子电流观点推导"点磁荷"生磁公式

按照载流细长螺线管和细长磁铁表面分子电流具有相同的生磁作用,推导出“点磁荷“生磁的公式,并同时揭示了磁极上“磁荷“产生的磁场,实质上是细长磁铁表面分子电流的合磁场.     

太阳磁场的电流螺度、感应电场和能流分布研究

太阳光球磁场的动态演化在太阳爆发事件中起着重要作用。电流螺度、感应电场和坡印廷能流是表征磁场非势特性的典型参量。以活动区NOAA10488为例,利用局部相关跟踪方法,依据观测资料计算这3个参量,考察太阳光球磁场运动对于非势磁能的传输、释放作用。分析这个活动区的电流螺度、感应电场以及能流的分布,发现电流螺度和能流的分布情况均与太阳高层大气耀斑爆发密切相关,而感应电场的分布与其爆发的关系尚待进一步研究。     

圆坯连铸结晶器电磁搅拌数学模拟

用数学模拟对马钢一钢厂圆坯连铸结晶器(断面尺寸为φ450mm)电磁搅拌过程进行了研究,找出变化规律,确定合理的工艺参数,优化结晶器流场.电磁搅拌过程的计算结果表明:磁场强度随搅拌频率减小、搅拌电流增大而增大;电流强度不改变磁场分布;在结晶器高度方向上磁场分布呈现中间大两端小的特征,流场在搅拌力作用下更趋于合理.最佳搅拌工艺参数为:搅拌电流350A,频率2Hz.     

铝合金空心管坯电磁铸造中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了铝合金空心管坯电磁铸造中磁场的分布规律·建立了包括水冷芯、外结晶器、铸锭及内/外两个线圈的二维轴对称有限元模型·通过求解磁矢势微分方程,确定了磁感应强度在空间的分布·计算结果表明:铸造过程中内外线圈相互作用,外线圈电流约为内线圈的一半时,磁感应强度分布比较均匀;线圈电流频率和相位是空心管坯电磁铸造中重要的工艺参数,适当增加频率,管的内表面侧磁感应强度明显增强;相位影响磁感应强度梯度的大小和方向·     

圆电流的磁场公式及其应用

从毕奥—沙伐尔公式出发,导出圆电流磁场的一般表达式。用以计算磁矩的某些特殊区域的磁场和共轴周线圈的互感以及圆线圈的外自感和载流圆线圈中自磁场引起的张力。     

稳定闭合电流的磁能

本文分析了普物教科书中稳恒磁场能量常用的两种计算方法之间的关系,给出了闭合体分布电流磁场磁能的另一种计算方法。     

微波等离子体电子回旋共振放电粒子模拟分析

电子回旋共振放电产生的等离子体在微电子工业中材料加工、空间电推进方面有着广泛的应用。为了研究微波等离子体电子回旋共振的放电特性,使电子回旋共振放电产生的等离子体密度和能量转换效率更高,建立了微波等离子体电子回旋共振放电的1D3V模型,描述了带电粒子在外加静磁场、微波场共同作用下的微观运动。结果表明:微波频率为2.45 GHz时,随着静磁场磁感应强度的增加,平均电子能量先持续增大达到峰值,随后又不断地减小,且在0.087 5 T时电子加速效果最明显,结果符合电子的回旋频率公式,验证了该模型的正确性;共振区域内,发现在0.087 5 T磁感应强度下,微波频率为2.45 GHz下拟合的电子速度分布才与微波电场分布趋势相似,说明微波电场推动了电子运动。这为进一步研究微波等离子体放电的粒子模拟-蒙特卡罗碰撞模拟奠定了基础,也为进一步研究微波等离子体源中粒子产生效率及微波等离子体源的物理性质提供了重要参考。