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电磁场应用:线圈中通交变电流的磁场

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zzgezi|  楼主 | 2019-9-3 16:15 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 zzgezi 于 2019-9-3 16:17 编辑

大家好,
前一段时间看到一篇关于电磁寻迹小车原理的讲解;有一些问题想不通,来请教各位大神;

描述是:在小车赛道下的导线里通20KHz, 100mA的交变电流;电流波形如图1下;

图1


导线周围的感应电磁场 分布大致如下图4所示



小车前方采用水平线圈来感应磁场的强度,假设在车模前方安装两个水平的线圈。这两个线圈的间隔为L,线圈的高度为h, 参见下图5所示。左边的线圈的坐标为(x,h,z), 右边的线圈的位置(x-L,h,z)。

图5

线圈中感应电动势与它距导线水平位置 x 的函数 如下图6所示;

图6

下面是我的问题:

1. 如果两个线圈采用垂直方式安装在小车前面,那单个线圈中感应电动势与它距导线水平位置 x 的函数图形是什么样子的?
2. 交流电在赛道周围产生的磁场方向怎么判断的?我知道在一根直导线中通一个直流电流的磁场方向可以用右手定则来判断,那交流电怎么判断呢?
3、线圈中的感应电动势方向怎么判断? 第2个问题想清楚了,第3个问题应该也就解决了。

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沙发
zzgezi|  楼主 | 2019-9-4 08:56 | 只看该作者
大家帮我看看。谢谢了。

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板凳
zzgezi|  楼主 | 2019-9-4 15:24 | 只看该作者
@HWM
@xukun977

关于电磁学的帖子,两位大神发帖最多,请帮忙看看,谢谢了。

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地板
HWM| | 2019-9-4 15:49 | 只看该作者
本帖最后由 HWM 于 2019-9-4 15:52 编辑

"1. 如果两个线圈采用垂直方式安装在小车前面,那单个线圈中感应电动势与它距导线水平位置 x 的函数图形是什么样子的?"

直导线的磁力线在垂直于导线的平面内。如果小车内线圈其轴向与直导线平行(即垂直于导线所产生的磁力线),那么穿过线圈的磁力线非常少(几乎为零)。如此情况下那个“函数图形”是平坦的,而不是像上图中有个明显的尖峰。

“2. 交流电在赛道周围产生的磁场方向怎么判断的?我知道在一根直导线中通一个直流电流的磁场方向可以用右手定则来判断,那交流电怎么判断呢?”

既然能够按照直流判断,那么交流情况下判断方法一样,只不过是随电流交变而已。

“3、线圈中的感应电动势方向怎么判断? 第2个问题想清楚了,第3个问题应该也就解决了。”

找本《电磁学》书,看看其内的法拉第电磁感应定律

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5
HWM| | 2019-9-5 10:04 | 只看该作者
如果小车内线圈轴向是上下垂直,那么在近点磁力线与线圈轴线几乎垂直,而在远点则随着距离增加磁感应强度随之减弱。所以,相应的“函数图形”是中间下凹,而两边又趋于零的曲线。

由此可见,线圈合适的安装方向就是上图所示。

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HWM| | 2019-9-6 09:23 | 只看该作者
“函数图形”


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