亥姆霍兹线圈磁场的均匀区域

本文通过含有勒让德函数的磁场均匀度表达式,计算了亥姆霍兹线圈中点附近均匀度为百分之一的场点,并由此画出了亥姆霍兹线圈百分之一均匀磁场区的边界。     

电子束在横向磁场下偏移量的修正

为了衡量电子在横向磁场下的偏移量的实验中所测数据的优劣性,分析了电子在横向磁场下的偏移原理,,通过亥姆霍兹线圈全空间磁场的计算和磁场均匀性范围的分析;修正了电子在匀强磁场中偏移距离与磁感应强度的关系式,得到了电子在磁场中的偏移距离与产生匀强磁场的电流以及磁场大小的偏差率之间的关系以及成立的条件.当亥姆霍兹线圈的半径给定时,电子偏移距离与电流满足非线性关系.亥姆霍兹线圈的半径越大,可获得在较小磁场偏差率下的匀强磁场区域越大.通过修正的表达式可更好的判断数据的优劣,估计实验误差的大小.     

平行共轴三线圈产生均匀磁场的原理和计算

在亥姆霍兹线圈产生均匀磁场的基础上讨论了加入第三个线圈产生更为均匀磁场的途径 ,并分析和推导了平行共轴三线圈产生均匀磁场的设计方法     

基于有限元ANSYS的圆线圈磁场仿真研究

运用有限元软件ANSYS建立了螺线管圆线圈仿真模型,并在此模型下对亥姆霍兹线圈的磁场测定进行计算机仿真,然后通过Matlab对仿真结果进行计算,仿真实验结果与理论相符,验证了该模型可以在螺线管圆线圈电磁场相关理论开展数值仿真研究.     

亥姆霍兹线圈空间的磁场分布

计算了亥姆霍兹线圈空间的磁感应强度分布,给出了解析表达式,并绘出了它们的空间分布图。     

亥姆霍兹线圈的均匀磁场区

不少物理实验仪器应用了亥姆霍兹线圈的均匀磁场区,但缺乏必要的使用限制性。本文依毕奥—萨伐尔定律推导出该线圈区域内任意点磁感应强度的积分公式,用计算机进行了数值计算,画出等值线图。并由此确定出允许误差所对应的均匀磁场区,为使用限制性提供了依据。还通过理论分析肯定了中心点磁场的二阶均匀性。     

基于C8051F340的亥姆霍兹线圈磁场测定仪的设计

利用霍尔传感器件,自带USB2.0以及10位快速A/D的高性能单片机C8051F340,研制了单芯片（SOC）高速磁场数据测量装置,编写了磁场数据采集处理程序,设计了中心距可调的亥姆霍兹线圈并用所研制的仪器进行了轴向磁场分布测量。结果表明,该实验装置测量精度高,实时性好,实验手段先进,可扩展为多个设计性物理实验。     

三种提供微力装置的模型

计算了单匝通电线圈、亥姆霍兹线圈和有限长通电螺线管对同轴通电细圆环的作用力。选取适当的电流、距离或单位长度的匝数,细圆环受到的作用力可从10-11~102N变化,利用它可以研究压电陶瓷和压电晶体的特性。     

矢量场唯一解条件的本质及相关问题

应用亥姆霍兹定理揭示一般矢量场唯一解条件的本质,论述一般矢量场和电、磁场唯一解条件之间的关系,指出朱涤心、吴景祺在“关于电磁场唯一解的条件”中,在推导静电场、静磁场和恒稳电流场唯一解条件时存在的概念和逻辑问题。     

弱磁场对去离子水及蔗糖溶液过冷过程的影响

为了研究溶液过冷度和过冷时间在磁场作用下的变化规律,研究了弱直流磁场作用下去离子水和蔗糖溶液的过冷现象。采用亥姆霍兹线圈产生匀强磁场,线圈连接到可以改变输出电流值的直流电源上,从而可以控制磁场强度的大小。研究去离子水以及4种不同质量分数的蔗糖溶液(ω₁=2%、ω₂=5%、ω₃=8%、ω₄=10%)在直流磁场作用下的过冷度及过冷态时间的变化,在冷却和冻结过程中记录溶液温度和时间。结果表明:对于去离子水,直流磁场会提高过冷度,过冷时间会有所延长;而对于蔗糖溶液,不同强度的直流磁场对不同质量分数的蔗糖溶液过冷过程的影响呈现多极值现象。该试验结果可以为磁场应用于控制溶液的冷冻干燥过程提供指导。     

基于新型正八边形励磁线圈的高精度电磁流量测量技术研究

受外界扰动和流速分布的影响,电磁流量计在进行流量测量过程中仍然存在测量精度不高的问题,改进电磁流量计励磁线圈结构是提高精度的重要手段之一.本文基于新型正八边形励磁线圈实现了电磁流量测量精度的提高,首先在研究权重函数优化原理的基础上,通过分析了正八边形线圈的磁场理论模型得出了基于均匀磁场理论的电磁流量计优化思路;其次,基于有限元分析软件建立了正八边形励磁线圈电磁流量计的仿真模型,确定了正八边形励磁线圈磁场分布最优的结构参数,并通过对比圆形和方形线圈同等条件下的权重函数分布,证明了正八边形线圈权重函数分布均匀性优势;最后搭建实验平台,进行磁场测试实验和流体测试实验进行验证.磁场测试结果表明,正八边形线圈电磁流量计磁感应强度在管道中心区域能够维持在2.063mT左右,总体磁感应强度波动范围在0.11mT以内,说明正八边形线圈磁场具有良好的均匀性;流体测试结果表明,当流量在0.743m/s-2.582m/s时,单点相对示值误差最大仅为0.950%,系统重复性误差在1.034%以下,经过优化后的系统提升了测量精度,对后续电磁流量测量计的励磁线圈设计具有指导意义.     

用PENTIUM微机计算HELMHOLTZ线圈的1％均匀磁场区

分别导出了理想的和实际的Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ线圈在其轴线平面内任一点的磁感强度的数学表达式，并采用具有最高代数精度的Ｇａｕｓｓ－Ｌｅｇｅｎｄｒｅ求积公式在Ｐｅｎｔｉｕｍ９０微机上，分别对理想的和实际的Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ线圈进行了系列的数值计算。计算表明，无论理想的还是实际的Ｈｅｌｍｈａｌｔｚ线圈的均匀磁场区都与文献［１］所说的椭球区域有不少差别，尤其发现，具有一定宽度和厚度的实际Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ线圈的均匀磁场区并不是一个连续的区域。     

内窥镜无线供电系统功率传输稳定性优化研究与设计

针对内窥镜运动时存在的供电稳定性和效率较低的问题,通过对接收端姿态和位置运动变化的分析,研究了提升无线电能传输功率的方法。采用椭圆坐标系模型,推导了三维接收线圈在Helmholtz发射线圈作用下位置和姿态变化时磁感应强度的变化规律,以及对互感和耦合系数的影响。设计了内窥镜无线供电系统的实验装置,通过仿真和实验可以看出,Helmholtz发射线圈能够产生均匀的高强度磁场,在轴向偏移和角度偏转的情况下,比柱状螺旋发射线圈提高了100mW 的传输功率。实验结果表明,该方案可以满足无线内窥镜工作的电能供应需要。     

Helmholtz 线圈与共轴三线圈磁场均匀性分析

在分析 Helmholtz 线圈磁场分布的基础上,研究等流和等径2种共轴三线圈的方法。结果表明：这2种方法均能改善 Hemlholtz 线圈磁场的均匀性,其中等流三线圈结构产生的磁场均匀性优于等径三线圈结构。     

磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈设计与优化分析

针对现有的电动汽车充电桩充电效率低、充电不方便等缺点,提出了磁耦合谐振式电动汽车无线充电线圈的设计和优化方案.通过分析空间载流线圈的磁场分布,为抵消线圈自感的影响,建立了串联谐振充电和并联谐振充电两种电路模型,并对其进行了理论与仿真分析.基于串联电容谐振充电方式,提出了采用中继线圈的方法进一步提高线圈充电的效率和传输距离.仿真结果表明,采用中继线圈方式的充电效率可达95%.     

双流低频电磁连铸过程中磁场分布的数值模拟

采用数值模拟的方法研究了双流低频电磁连铸过程中磁场分布规律.建立了单、双流低频电磁连铸中包括铸锭、结晶器、线圈和屏蔽罩的二维轴对称有限元模型.利用ANSYS软件包进行划分网格及计算,模拟出了磁场在连铸结晶器区域的分布.研究了电流频率、电流强度、电流方向和线圈距离对金属熔体内磁感应强度的影响.计算结果表明：单流时,电流频率升高,磁感应强度降低;电流强度增大,磁感应强度升高.双流时,无论电流方向是同向还是反向,同一铸锭的远端磁场强度要大于其近端磁场强度,相邻线圈电流方向为反向时,铸锭内磁场强度高于相邻线圈电流方向为同向的情况;增大线圈之间的距离时,铸锭远端和近端的磁感应强度的差值降低.