本文借助于Mathematica分别对圆形和椭圆形电流在所处平面产生的磁感应强度作了解析和数值计算,并给出了磁感应强度随位置变化的图像,可以让学生更好的了解环形电流所产生的磁场。
水冷磁体设计,须计算水冷磁体产生的磁场以获得磁体磁场的空间分布,使设计出的磁体满足实验要求.水冷磁体磁场计算在工程上常用的计算方法是椭圆积分法.此方法计算的水冷磁体的磁场均匀度比实际做成的磁体产生的磁场均匀度偏高.原因之一是磁体上的电流路径并不是工程上假设的闭合圆环路径,而是与之等半径的螺旋线状的路径.这是工程理论计算磁场与实际磁体磁场差异的重要原因.探索一种依托螺旋电流模型来计算水冷磁体磁场的方法,来澄清电流螺旋分量对水冷磁体磁场与磁场均匀度的影响程度,这对水冷磁体的优化设计具有一定的指导意义.用足够密直线段电流模拟螺旋电流来计算水冷磁体磁场的方法经验证是一种很好的方法.该方法在计算水冷磁体的磁场时,取得了相对误差为1×10-6精度的结果,能够精确计算出磁体电流螺旋分量对水冷磁体磁场与磁场均匀度的影响.
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