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勵磁線圈
來源:互聯網

勵磁線圈中“勵磁”就是激發產生的意思。線圈中通過變化的電流,沿線圈中心就有磁力線通過,電流越大,磁力線也越多,直到飽和,斷開電流,磁力線消失,這就叫勵磁線圈。

電磁感應

邁克爾·法拉第的實驗表明,不論用什么方法,只要穿過閉合電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有電流產生。這種現象稱為電磁感應現象,所產生的電流稱為感應電流。

法拉第根據大量實驗事實總結出了如下定律:

電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通變化率成正比,這就是法拉第電磁感應定律。

法拉第的研究

他發現圓環磁體可以保證磁幾乎毫無遺漏地貫穿整個磁體。此外,電磁鐵的發明和改進也為制造強力磁體提供了條件。1824-1831年間,斯特金、亨利和莫爾先后對電磁鐵作了重大改進,利用軟鐵芯獲得了磁力很強的電磁體,邁克爾·法拉第對此非常了解。在軟鐵環上纏繞線圈,通電后形成電磁鐵,不但可以保證磁體的磁性強度,而且可以保證磁幾乎毫無遺漏的貫穿整個電磁鐵。

主要功能

工業應用中,為了提高測量的準確度就要盡量增強勵磁磁場的強度以及磁場的均勻性,使得電極兩端的感應電動勢增強。在同樣的勵磁條件以及線圈用料相同的情況下,可以繞制成多種形狀的勵磁線圈,通過比較產生的磁場均勻性以及磁場強度,可以選出適合的勵磁線圈形狀。

仿真比較

勵磁線圈的形狀常見的有圓形、菱形和馬鞍形3種。對相同用料下不同形狀勵磁線圈產生的磁場的強度以及均勻度進行仿真比較。

仿真實驗

為保證用料相同,以圓形的周長為1m,按比例繞制馬鞍形和菱形的線圈。將馬鞍形、圓形和菱形線圈分別貼到管壁上,令線圈軸向長度與用料相同,且被測液體流速均為1m/s。其中,具體仿真參數設置如下:

(1)管道參數。管道直徑為100mm,管壁厚度為10mm,管道長度為220mm。

(2)線圈參數。線圈寬度厚度為10mm,線圈軸長為150mm。

(3)勵磁參數。圓形線圈為200匝,菱形為273匝,馬鞍形為185匝,勵磁電流為1A。

仿真結果

不同形狀勵磁線圈的磁場仿真結果如右圖2。

和分別為整個磁場空間磁場強度最小值和最大值;為整個磁場空間磁場強度平均值;B(0,0,0)為點(0,0,0)處磁場強度;為z軸最大磁場強度;為z軸最小磁場強度;為平面內磁場強度平均值;為平面內磁場強度平均值。

數據分析

圓形和馬鞍形線圈產生的勵磁磁場的磁通密度沿中軸線分布較均勻;馬鞍形線產生的勵磁磁場的圈磁通密度沿測量管軸方向分布較均勻;圓形線圈產生的勵磁磁場的磁通密度在整個空間分布較均勻;而菱形線圈產生的勵磁磁場的磁通密度沿各個方向都最不均勻。

綜上所述,圓形勵磁線圈的勵磁磁場均勻度較好。在條件相同情況下,計算利用圓形線圈勵磁的測量精度比傳統的馬鞍形線圈勵磁的測量精度提高了10.3%。

參考資料 >

勵磁線圈是什么.勵磁線圈是什么.2024-09-24

什么是勵磁線圈?.愛問.2024-09-24

勵磁線圈的工作原理.知乎專欄.2024-09-24

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