例题8-3-1 亥姆霍兹(Helmhaltz )线圈。在实验室中,常应用亥姆霍兹线圈产生所需要的不太强的均匀磁场。它是由一对相同半径的同轴载流园线圈组成,当它们之间的距离等于它们的半径时,试计算两线圈中心处和轴线上中点的磁感应强度。从计算结果将看到,这时在两线圈间轴线上中点附近的磁场是近似均匀的。
解:设两个线圈的半径为 ,各有 匝,每匝中的电流均为 ,且流向相同(图1)。两线圈在轴线上各点的磁场方向均沿轴线向右,在圆心 , 处,磁感应强度相等,大小都是
在两线圈间轴线上中点 处,磁感应强度的大小是
此外,在 点两侧各 处的 , 两点,磁感应强度都等于 |
图1 |
在线圈轴线上其他各点,磁感应强度的量值都介乎 与 之间。由此可见,在 点附近轴线上的磁场基本上是均匀的,其分布情况如图2所示,图中虚线是每个圆形载流线圈在轴线上所激发的磁场分布,实线是代表两线圈所激发磁场的叠加曲线。
图2 |
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