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电工技术|毕奥-萨伐尔定律及毕奥-萨伐尔定律应用举例
2017-01-15  浏览:35
水电之家讯:一、毕奥-萨伐尔定律1.毕奥-萨伐尔定律:载流导线产生磁场的基本规律。微分形式为:

整个闭合回路产生的磁场是各电流元所产生的元磁场dB的叠加。 磁感应线的方向服从右手定则,如图。二、毕奥-萨伐尔定律应用举例两种基本电流周围的磁感应强度的分布:载流直导线;圆电流。



例1.载流长直导线的磁场 解:建立如图坐标系,在载流直导线上,任取一电流元Idz,由毕-萨定律得元电流在P点产生的磁感应强度大小为: 方向为垂直进入纸面。所有电流元在P点产生的磁场方向相同,所以求总磁感强度的积分为标量积分,即: (1) 由图得:,即:此外:, 代入(1)可得:



讨论:(1)无限长直通电导线的磁场:

 (2)半无限长直通电导线的磁场:

 (3)其他例子例2:圆形载流导线轴线上的磁场:设在真空中,有一半径为 R ,通电流为 I 的细导线圆环,求其轴线上距圆心 O 为 x 处的P点的磁感应强度。

解:建立坐标系如图,任取电流元 ,由毕-萨定律得: ,方向如图: ,所有dB形成锥面。

将dB进行正交分解: ,则由由对称性分析得: ,

所以有:,因为: ,r=常量,

所以: ,又因为:

所以:  ,方向:沿x轴正方向,与电流成右螺旋关系。

讨论:(1)圆心处的磁场:x=0 , 。

 (2)当 即P点远离圆环电流时,P点的磁感应强度为: 。

例3:设有一密绕直螺线管。半径为 R ,通电流 I。总长度L,总匝数N(单位长度绕有n 匝线圈),试求管内部轴线上一点 P 处的磁感应强度。

解:建立坐标系,在距P 点 x 处任意截取一小段 dx ,其线圈匝数为: 电流为:。其相当于一个圆电流,它在P点的磁感应强度为:



因为螺线管各小段在P点的磁感应强度的方向均沿轴线向右,所以整个螺线管在P点的磁感应强度的大小为:



因为: 

代入上式得:

所以:

讨论:

(1)管内轴线上中点的磁场:

(2)当 L>>R时,为无限长螺线管。此时,,管内磁场 。即无限长螺线管轴线上及内部为均匀磁场,方向与轴线平行满足右手定则。

(3)半无限长螺线管左端面(或右端面),此时:

因此: ,即其端面中心轴线上磁感应强度的大小为管内的一半。水电之家为您提供最全面的管材,管件,水电,电线,电工,管材水电品牌的装修知识点和各种管材水电的导购与在线购买服务,拥有最便宜的管材水电价格和最优质的售后服务,每天都有秒杀的抢购活动哦!敬请登陆水电之家:http://shuidian.jc68.com/
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