电感磁场能量与力解读.ppt

1、电感，(1)单匝回路的自感和互感。问题被引出来了：让细线回路l2处于磁场中，封闭的磁通量是。如果磁场是时变的，回路的感应电动势是。如果磁场由另一个回路l1产生，我们希望得到回路1中e2和激励电流I1之间的关系。当然，可以用比萨定律计算出B，然后就可以计算出磁通量。但是有一个更简单的方法：因为，互感类似于电容，互感只是回路几何形状和介质分布的函数。略有不同，它与循环的参考方向有关。因此，诺伊曼公式中，回路l2中的感应电动势可以写成，类似地，由回路l1在其自身包围的区域中产生的磁通量是，因此，回路l1中的自感应电动势是(2)多圈回路和磁通联动，并且以上是单圈回路的情况。如果回路l2有N2转向，不难

2、理解，如果回路l1有N1转向，诺曼公式就变成了，其中通量连接，N1是对F的贡献，N2是对Y的贡献.例13试着找出长直螺线管每单位长度的自感。假设每单位长度的匝数为n，半径为a。(3)分布电流，内部自感和外部自感，同轴电缆横截面，如果电流是整体分布的，电流铰链各部分的磁通量将不同。分数匝：与所有电流铰接的磁通量称为外部磁通量联动。相应的自感称为外部自感。仅用部分电流铰接的磁通称为内部磁链。相应的电感称为内部自感。例14计算长度为l的同轴电缆的电感(忽略外导体的厚度)，解决方法：首先计算外自感。同轴电缆的截面、同轴电缆的电感。(忽略外部导体的厚度)，然后计算内部自感。总电感为：内部自感与导体直径无

3、关。在示例15中，假设传输线的长度为L，并尝试找出图中所示的双线传输线的自感。解决方案1:总自感，假设，内部自感，解决方案2:选择12作为Z方向，示例16尝试找出图中所示的两对传输线的互感。解决方案1:根据互感的定义，只需要假设一对传输线的电流方向；另一对传输线的环路方向。导线B的作用，由于这两个部分的磁通方向相同，导线a的作用，解决方案2:选择B D的电流方向作为Z方向，并计算两条平行的长直导线到例17中中间线框的互感。在示例18中，计算长直导线到中间导线架的互感。(4)电感的计算方法，集合，一般思想：线性电流回路：使用诺曼公式：(4)电感的计算方法，能量的计算方法：如果磁场中储存的能量可以

4、计算，电感就可以计算。这种方法在数值技术中非常有用。互感的正负问题：互感的正负取决于回路相对位置和参考方向的选择。根据参考方向，电流被引入，并且如果磁通量彼此加强，则它是正的；如果它们相互抵消，它们就是负面的。1)当铁板放在两个线圈下面时，互感是增加还是减少？2)在两个线圈之间插入铁板后，互感是增加还是减少？3)无感线圈，操作：5.26，5。27、(1)磁场能量，电场的能量来自电源在建立电场过程中传输电荷所做的功；电场的总能量是磁场的能量来自电源在建立磁场的过程中传输电流所做的功；磁场的总能量是，感应能量存储，电容能量存储，(1)电场能量，多个回路，和多个导体，例如，当两个回路：相互能量，自能

5、总是正的，相互能量可以是正的或负的；这个符号取决于磁通量是增强还是减弱洛伦兹力是最本质的；原则上，导体的应力可以通过积分上述公式得到，但这通常是不实际的。虚位移法(静电场)，因而，(能量守恒)，电源提供的能量=电场能量增量，电场力作用，虚位移法(恒定磁场)，假设磁场中的某一电路在磁场力的作用下发生位移，这个系统中的功能过程是电源提供的能量=磁场能量增量，磁场力作用，也就是说，如果磁场能量和电源能量的计算方便，就可以得到。如果()导体不与电源连接，每个导体上的qk将保持不变，而外力(电源)将做功dW0，因此，如果()导体与电源连接，每个导体的电位将保持不变。在()过程中，电势有下降的趋势，所以为

6、了保持电势不变，电源必须给每个导体补充电荷。如果补充电荷为dq，则电源工作，当电源电荷不变且静电场关闭时，外部工作为0。因此，电场能量的增加是指电源接通而电势不变，并且一半的外部功用于增加电场能量，一半用于做功。回路磁链保持不变，没有感应电动势，电源不提供能量，这就减少了磁能对外做功。(一)接通电源后，电流保持恒定；(ii)当电源断开时，磁链保持不变，磁场保持不变，并计算磁场能量Wm。通常，考虑两个刚性环之间的力，可以计算磁场能量。由于回路形状不变，自感不变，如果电流保持不变，自能将保持不变，只有互能将改变。因此，通过假设磁通量不变可以获得相同的结果，但是这要麻烦得多。当m本身难以求解时，直接计算能量可能更方便。注意正负互感，试着找出例23中电流为I的两个平行导板之间的相互作用力。解1:虚位移法，两个平行导板之间的磁力，方向D增加，即排斥力，两个平行导板之间的磁力，解2:利用安培力定律，只计算B板产生的磁场，所以它的一半，A板上的力就计算出来了。尝试找出两个互穿螺线管之间的相互作用力。假设半径为，单位长度的匝数为n1和n2，电流为I1I1，I2。忽略边缘效应。解1:虚位移法，指向X的方向增加，即吸力，当n1n21000转/米，I1=I2=1000A，a=0.1m米时，得到很大