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磁场的增强解剖

发布时间:2014-10-12-3722

    当电流流过一个导线时,在其周围建立起磁场。如果如图1-3所示,载有相同方向电流的导体离开相当大的距离,则产生的磁场没有相互的影响。如果同样的两个导体被放置得很靠近,如图1-4所示,则磁场将加强,其强度加倍。

 被分开的导体周围产生的磁场          在靠紧的导体周围产生的磁场

能量密度

         如果把导线绕在一个骨架上,其磁场会被大大增强。实际上,线圈所表现出的磁场很像一个磁棒的磁场,如图1-5所示。像磁棒一样,电感线圈具有一个北极和一个中心区域。并且其极性可以通过使电感中的电流I反向。这再一次证明了磁场的方向取决于电流的方向。

        磁路是围绕线圈“流通”磁通的空间,磁通的大小由线圈中电流I和线圈的匝数N决定。为产生磁通而需要的“力”NI,就是磁动势(mmf).对于空心线圈而言,磁通密度B与磁场强度H之间的关系如图1-6所示,B对H的比值被称为磁导率μ,对于空心线圈而言,在(非合理化)cgs单位制中,这个比值是1,其单位是高斯每奥斯特(Gs/Oe)。

直流激励的空心线圈直流激励下B与H的关系

磁导率

       如果图1-5中的电池用一个交流电源代替,如图1-7所示,B与H之间的关系将有如图1-8所示的特性,B与H之间的关系为线性关系是空心线圈的主要优点。因为关系是线性的,所以当H增加时,B将增加,因此线圈中的磁通也以同样的方式增加,所以用大的电流可以产生大的磁场。对此有一个明显的限制,即取决于导线中允许的最大电流及其导致的温升。

        对于室内环境温度以上40℃的温度而言,大约0.1T的磁场是合适的,具有被特别冷却的线圈,可以获得10T的磁场。

 

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