作业帮同交流电压的螺线管磁场强度是多少?
来源：学生作业帮 编辑：拍题作业网作业帮 分类：物理作业 时间：2024/04/29 14:29:18
同交流电压的螺线管磁场强度是多少?
有一长为80CM,半径为2CM的通电螺线管,通入交流电压为20V,产生交变磁场 ,匝数为120,交流电流实测为2A,如何计算管内的磁感应强度的大小,请说明计算步骤,
试验要求要达到至少600mT,不知道能否达到.
首先感谢您耐心的解答,我仔细看了您的回答了,我想可能还是我没说明白,我的电压信号为幅值为24V的方波信号,占空比为50%.且频率范围可以调节50HZ-100KHZ,另外,我说的电压换向问题是如果我们把螺线管当成负载水平放置,我的电路可以让可变频率电压的前半周由左向右通过螺线管,后半周由右向左通过螺线管,电压波形为方波,这样在线圈两端必然会因为换向产生大的自感电动势,这个电动势肯定会产生大的自感电流也必然会有较强的自感应强度.我这个说法您是感觉没有道理还是说一时找不到理论依据,或者说可行.如果可行有计算这样的磁感应强度的方法么?再次感谢你的回答,感觉跟你讨论问题可以学到好多东西,希望继续帮忙.
有一长为80CM,半径为2CM的通电螺线管,通入交流电压为20V,产生交变磁场 ,匝数为120,交流电流实测为2A,如何计算管内的磁感应强度的大小,请说明计算步骤,
试验要求要达到至少600mT,不知道能否达到.
首先感谢您耐心的解答,我仔细看了您的回答了,我想可能还是我没说明白,我的电压信号为幅值为24V的方波信号,占空比为50%.且频率范围可以调节50HZ-100KHZ,另外,我说的电压换向问题是如果我们把螺线管当成负载水平放置,我的电路可以让可变频率电压的前半周由左向右通过螺线管,后半周由右向左通过螺线管,电压波形为方波,这样在线圈两端必然会因为换向产生大的自感电动势,这个电动势肯定会产生大的自感电流也必然会有较强的自感应强度.我这个说法您是感觉没有道理还是说一时找不到理论依据,或者说可行.如果可行有计算这样的磁感应强度的方法么?再次感谢你的回答,感觉跟你讨论问题可以学到好多东西,希望继续帮忙.
圆柱形线圈内部的磁感应强度：B=μIw(cosβ1+cosβ2)/2l.其中角β1、β2分别为轴上的点与两端连线与轴线构成的角.现考虑点在轴线的中心,cosβ1=cosβ2=l/2/(√[(l/2)^2+r^2]=80/2/(√[(80/2)^2+2^2]=40/√1604=40/40.05=0.999≈1.
磁导率μ=4π×10^-7H/m.
B=μIw(cosβ1+cosβ2)/2l=4π×10^-7×2×120×(1+1)/(2×0.8)=3.77×10^-4T=0.377mT＜＜600mT.
即使磁感应强度的最大值,0.377mT×√2=0.532mT,也是太小了.
以上是2009-6-3 14:07的回答.
由于与需要的值相差太大,按照公式,应该大幅度提高电流、匝数（即磁势）,缩短长度（即磁阻）.
我上面已说了,对应交流电流的峰值,磁感也有峰值.
如果可以的话,可以改变磁路的结构,比如设置一些软铁磁性材料,如硅钢片等,这相当于大幅度降低磁路的磁阻.
通过理论计算与实际测试,逐步实现目标.
以上是2009-6-3 16:51的回答.
电流产生磁场,由上面的公式可见,二者的大小是成正比的,同频率的.
您说“换向瞬间”,不知道指什么,总之,二者正比.
有电感的线圈,接入正弦交流电压,会有交流电流,线圈中会产生交变的感应电势,与外加的电压相平衡,如果不考虑电阻和漏磁,二者恰平衡,产生的电流为i=u/2πfL,落后于电压90度角,这不是什么自感电流.这就是只有电感的交流电路.
以上是2009-6-7 00:31的回答.
您的问题越来越复杂了.
一开始是要求出通交流电的螺线管中的磁感应强度；后来又说这个交流电是调频的.我说了,意思是,您的供电调频,磁场也跟随着同频变化,其强度的大小还是那样的,磁感应强度的瞬时值与其电流的瞬时值成正比（非铁磁性材料,无有磁滞现象,也不考虑涡流）.线圈的自感,自感电势,以其感抗,或广义的阻抗来表达,当加于其上的电压变化时,它只影响电流的变化,间接影响磁场的变化.
您又提出调频换向瞬间的情形,更复杂了,我上面所说的是指交流的稳态,我想,即使是在暂态的过渡过程中,磁感应强度的瞬时值与其电流的瞬时值成正比这一点还是成立的,通俗地说,您的电流怎样变,我的磁场就跟着怎样变,时时刻刻成正比.
您的调频换向,不知道是怎么个换法,如果是保持电压的有效值恒定,当频率升高的时候,线圈的感抗增大,该频率的电流会下降,稳态的磁场也同比例下降.调频换向的扰动,其实直接影响的是电流,可以说是间接地影响到磁场,虽然电流与磁场是同时受影响的.当正在调频“换向”的时候,电压怎么变,电流怎样变,这超出了您当初所提的问题,那需要研究具体的调频电路和方法了.“电生磁”的问题,就是正比的关系,就是比奥—沙瓦定律和全电流定律.这是我的理解.
上面是2009-6-8 01:49的回答.
看来,您说的意思是：一个可变频率、但电压幅值不变的方波就直接加到该螺线管两端上.
我们知道,方波是非正弦波,其电压可以分解为基波、3、5、7等奇数谐波电压之和,各次谐波的幅值分别为4A/π乘以1、1/3、1/5、1/7等,逐次减少.我已经说过,该螺线管如果忽略其电阻,就是一个纯电感L,它的特性就是感抗,2πfL,产生的电流为i=u/2πfL,电压为各次谐波,电流也是各次谐波,且其高次谐波电流迅速减少（感抗随高次谐波而增大）,各次谐波电流均落后于其谐波电压90度角,电流将不再是方波了.也有各次谐波的磁感,磁感的总的瞬时值就是与该总的电流的瞬时值成正比变化,也不是方波了.就是这样的.电流为i=u/2πfL,就是纯电感接于各次谐波电压的交流电路,而其基波又是频率可调节的.螺线管,其特性就是感抗,如此而已.
磁导率μ=4π×10^-7H/m.
B=μIw(cosβ1+cosβ2)/2l=4π×10^-7×2×120×(1+1)/(2×0.8)=3.77×10^-4T=0.377mT＜＜600mT.
即使磁感应强度的最大值,0.377mT×√2=0.532mT,也是太小了.
以上是2009-6-3 14:07的回答.
由于与需要的值相差太大,按照公式,应该大幅度提高电流、匝数（即磁势）,缩短长度（即磁阻）.
我上面已说了,对应交流电流的峰值,磁感也有峰值.
如果可以的话,可以改变磁路的结构,比如设置一些软铁磁性材料,如硅钢片等,这相当于大幅度降低磁路的磁阻.
通过理论计算与实际测试,逐步实现目标.
以上是2009-6-3 16:51的回答.
电流产生磁场,由上面的公式可见,二者的大小是成正比的,同频率的.
您说“换向瞬间”,不知道指什么,总之,二者正比.
有电感的线圈,接入正弦交流电压,会有交流电流,线圈中会产生交变的感应电势,与外加的电压相平衡,如果不考虑电阻和漏磁,二者恰平衡,产生的电流为i=u/2πfL,落后于电压90度角,这不是什么自感电流.这就是只有电感的交流电路.
以上是2009-6-7 00:31的回答.
您的问题越来越复杂了.
一开始是要求出通交流电的螺线管中的磁感应强度；后来又说这个交流电是调频的.我说了,意思是,您的供电调频,磁场也跟随着同频变化,其强度的大小还是那样的,磁感应强度的瞬时值与其电流的瞬时值成正比（非铁磁性材料,无有磁滞现象,也不考虑涡流）.线圈的自感,自感电势,以其感抗,或广义的阻抗来表达,当加于其上的电压变化时,它只影响电流的变化,间接影响磁场的变化.
您又提出调频换向瞬间的情形,更复杂了,我上面所说的是指交流的稳态,我想,即使是在暂态的过渡过程中,磁感应强度的瞬时值与其电流的瞬时值成正比这一点还是成立的,通俗地说,您的电流怎样变,我的磁场就跟着怎样变,时时刻刻成正比.
您的调频换向,不知道是怎么个换法,如果是保持电压的有效值恒定,当频率升高的时候,线圈的感抗增大,该频率的电流会下降,稳态的磁场也同比例下降.调频换向的扰动,其实直接影响的是电流,可以说是间接地影响到磁场,虽然电流与磁场是同时受影响的.当正在调频“换向”的时候,电压怎么变,电流怎样变,这超出了您当初所提的问题,那需要研究具体的调频电路和方法了.“电生磁”的问题,就是正比的关系,就是比奥—沙瓦定律和全电流定律.这是我的理解.
上面是2009-6-8 01:49的回答.
看来,您说的意思是：一个可变频率、但电压幅值不变的方波就直接加到该螺线管两端上.
我们知道,方波是非正弦波,其电压可以分解为基波、3、5、7等奇数谐波电压之和,各次谐波的幅值分别为4A/π乘以1、1/3、1/5、1/7等,逐次减少.我已经说过,该螺线管如果忽略其电阻,就是一个纯电感L,它的特性就是感抗,2πfL,产生的电流为i=u/2πfL,电压为各次谐波,电流也是各次谐波,且其高次谐波电流迅速减少（感抗随高次谐波而增大）,各次谐波电流均落后于其谐波电压90度角,电流将不再是方波了.也有各次谐波的磁感,磁感的总的瞬时值就是与该总的电流的瞬时值成正比变化,也不是方波了.就是这样的.电流为i=u/2πfL,就是纯电感接于各次谐波电压的交流电路,而其基波又是频率可调节的.螺线管,其特性就是感抗,如此而已.