一种测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统及方法技术方案

技术编号:40525520 阅读:16 留言:0更新日期:2024-03-01 13:44
本发明专利技术公开一种测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统及方法,包括实验装置、数据收集模块和数据处理模块;数据收集模块用于采集斜绕螺线管的规格数据和实验装置实际测量的磁场强度值;数据处理模块包括理论绘图模块和实际绘点模块;理论绘图模块用于根据斜绕螺线管的规格数据计算得到理论磁场强度曲线;实际绘点模块用于根据实验装置实际测量的磁场强度值画出实际测量的磁场强度图。本发明专利技术的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统配合实验装置开展斜绕螺线管磁场强度测量的实验研究,为验证采用毕奥‑萨伐尔定律和矢量叠加原理推导得出斜绕螺线管的磁场的理论公式提供了技术支持。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于物理实验装置,具体涉及一种测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统及方法


技术介绍

1、长直密绕螺线管的磁场是磁物理学中的重要内容,即无限长直密绕螺线管内部磁场是匀强磁场,外部磁场是非匀强磁场。随着螺线管的长度的增长,中心轴线上的均匀磁场存在的区域逐渐展宽,磁场将继续向螺线管内部分布而外部磁场减小,螺线管内部的磁场可以近似看作为匀强磁场。这是目前科学研究,教学研究中斜绕螺线管磁场的基本认知。

2、目前,在大学教学中,介绍无限长密绕螺线管的磁场时,通常是忽略线圈螺距的影响,将线圈假定为理想圆形密绕,基于不漏磁的假设将螺线管外部的磁场看作为零,再利用安培环路定理验证螺线管内部磁场均匀并求得磁场大小,对于求解有限长螺线管的磁场来说,通常只给出了有限长螺线管的磁场分布示意图,并未见有详细的理论推导与计算。实际中,由于螺线管边缘效应的存在,安培环路定理不再适用,利用毕奥-萨伐尔定律来计算各种有限长螺线管的磁场是一种常见的方法。实验验证方面,已经有学者采用毕奥-萨伐尔定律和矢量叠加原理,首先推导了斜绕螺线管的磁场的理论公式,然后对磁场进行了可视化研本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,包括实验装置、数据收集模块和数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,所述实际绘点模块用于根据所述实验装置实际测量的磁场强度值在所述理论磁场强度曲线的基础上画出实际磁场强度图。

3.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,所述实际绘点模块根据B02/B01画出实际磁场相对强度图,其中,B02为所述实验装置实际测量的磁场强度值,B01为所述实验装置实际测量的斜绕螺线管中心的磁场强度值;

4.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度...

【技术特征摘要】

1.一种测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,包括实验装置、数据收集模块和数据处理模块;

2.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,所述实际绘点模块用于根据所述实验装置实际测量的磁场强度值在所述理论磁场强度曲线的基础上画出实际磁场强度图。

3.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,所述实际绘点模块根据b02/b01画出实际磁场相对强度图,其中,b02为所述实验装置实际测量的磁场强度值,b01为所述实验装置实际测量的斜绕螺线管中心的磁场强度值;

4.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,所述理论绘图模块根据毕奥萨伐尔公式计算得到理论磁场强度值:

5.根据权利要求1所述的测量斜绕螺线管磁场强度的实验系统,其特征在于,在滑块的顶面开设有一条平行于斜绕螺线管的通槽,通槽的横截面为“凸”形,在滑块的一侧面垂直开设一个贯通至通槽的通孔,在通孔中插有连杆,在连杆一端连接齿轮,另一端连接手轮,齿轮位于通槽内;标尺杆的横截面为方形,标尺杆插在通槽中,标尺杆的宽度大于通槽顶部开口的宽度,在标尺杆的一侧面沿长度方向设置有水平的齿条,齿条与齿轮啮合;在滑块顶面设置一条垂直于标尺杆的第一参考线。

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【专利技术属性】
技术研发人员:郑乐陶李晓萌杨俊逸关晶晶姚铭姚文杰黄德财
申请(专利权)人:南京理工大学
类型:发明
国别省市:

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