- 1、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。。
- 2、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 3、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 4、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 5、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 6、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 7、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
试验亥姆霍兹线圈磁场MagneticfieldofHelmholtz-清华大学物理系
實驗:亥姆霍茲線圈磁場(Magnetic field of Helmholtz coil)
編者:國立清華大學物理系 戴明鳳教授 ,施宙聰教授
一、目的:
環形亥姆霍茲線圈(Helmholtz coil)和螺旋線圈(solenoidal coil ;又稱螺線管)常用來
提供實驗時所需的均勻磁場,本實驗探討環形亥姆霍茲線圈所提供的磁場在空間中的分
佈情形和均勻度 ,以及其優缺點。
二、原理:
1. 何謂亥姆霍茲線圈?
亥姆霍茲線圈是為紀念德國物理學家赫門⋅梵⋅亥姆霍茲(Hermann von Helmholtz,
1821-1894)而得名。亥姆霍茲線圈的基本結構 ,如圖1所示,有下列幾個特點:
(1) 由兩個結構與大小完全相同的環形線圈組合而成 ;
(2) 兩線圈面平行並且共軸 ;
(3) 兩線圈之中心點間的距離等於環形線圈的半徑 ;
(4) 兩線圏內通入方向相同、大小相同的電流。
如此的設計可使兩環形線圈的中間區域,獲得最佳的均勻磁場(以下簡稱均場)。因由雙
線圈所組成,故也稱為亥姆霍茲線圈對(Helmholtz coil pair)。
亥姆霍茲線圈(對) :
1. 兩個完全相同的環形線圈(線圈半徑
為) ;
2. 通過線圈圓心的兩垂直中心軸共軸 ;
3. 兩線圈的中心點距離等於線圈半徑
R ;
4. 兩線圏流通的電流量大小相同 ,方向
也相同。
圖1 亥姆霍茲線圈的結構圖,由兩個完全相同的環形磁性線圈共軸且對稱地座落在實驗
空間的左右兩側,並使兩線圈之中心點間的距離等於環形線圈的半徑R 。
(/wiki/File:Helmholtz_coils.png)
以下簡單探討單一線圈和雙線圈組所產生的磁場強度在空間中的變化。
2.單一N匝線圈
1
半徑為R 的單一N 匝線圈如圖2所示,在線圈中心軸上的磁場(on-axial magnetic field)
為
2
µ0NIR
B 3 x (1)
2 2 2
2( + )
x R
式中 -7 -6
µ = 4π×10 T⋅m/A = 1.26×10 T⋅m/A 為真空或自由空間的導磁係數(permeability) ;
0
I 為線圈中流通的電流,以安培(A)為單位;x 為距線圈中心的垂直距離 ,以公尺為單位 ;
ˆ 為軸向的單位向量。
x
圖2 由N 圈回路線圈纏繞成半徑為R 的單一環形線圈。
3. 環形亥姆霍茲線圈
如圖3 ,兩線圈以共軸方式組合後,則中心軸上的磁場為來自每一線圈之個別磁場
的總合。設兩線圈的中心點為原點(x =0) ,則在中心軸上距原點 x 的軸向磁場大小為
2 2
文档评论(0)