磁场的计算方法
计算磁场的任务有很多种。除了确定在磁场中工作的电路的电感的任务外,还有计算复杂铁磁结构中的磁场的任务,在一定体积内分配电流以获得给定强度的磁场的任务等。
磁场计算方法可分为解析法、图解法和实验法 磁场计算法可分为解析法、图解法和实验法 磁场计算法可分为:
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分析性的;
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图形;
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实验性的。
解析方法采用泊松方程积分(电流流过的区域)、拉普拉斯能级积分(电流未占据的区域)、镜像法等。在球对称或圆柱对称的情况下,使用一般运算法则的公式。
在存在磁化介质的情况下,可以使用标量磁势和矢量磁势来解决这些问题。如果自由电流在我们感兴趣的体积之外,最好使用标量势来解决问题。在这种情况下,边界条件由标量势表示。
为了计算连续铁磁介质中的磁场,使用了一种基于磁场方程与导电介质中直流电方程相似性的方法。然而,该方法在相同的边界条件下有效,而通常情况并非如此。
事实上,虽然导线周围空间的电导率为零,但磁通量没有绝缘体,平行于各个元件的磁通量泄漏可能很严重。磁路的磁导率越高,获得的误差就越少。
尽管结果收敛,但以磁路形式表示的流路是电机和设备设计的基础,因为它可以在通过通用方法解决问题的情况下进行计算几乎是不可能的。
磁导率对场强的非线性依赖性导致存在铁磁物质时的计算复杂化。如果已知这种依赖性,则可以通过逐次逼近的方法解决问题。
首先,在假设渗透率值恒定的情况下找到解决方案。然后,在确定磁路各点的磁导率后,再次解决问题,同时考虑磁导率值的修正。重复计算,直到获得磁场强度值或磁感应强度值与指定值的允许偏差。
由于数学性质的困难,分析方法可以解决一小部分问题。在难以通过分析方法计算场的情况下,求助于场图片的图形构造。该方法可用于计算二维旋转场。
在非常困难的情况下,尤其是对于空间场,他们求助于对场的实验研究,其中包括通过测量该量的方法之一来确定场的各个点的感应。
还使用了在导电介质中使用电流场的模拟。该模拟基于导电介质中的场与涡流磁场之间的类比。
最简单的磁场定性研究是通过使用铸在非铁磁性材料平板上的钢屑或使用悬浮在液体(如煤油)中的氧化铁粉末来确定磁场模式。后一种方法被广泛使用 用于钢铁产品缺陷的磁性检测.
将来,在“对电工有用”网站上,我们将考虑计算磁场的几个典型任务:计算真空(空气中)均匀磁场中的电磁球的场,使用该方法的方法用于计算磁场的镜像,各种磁路计算的示例。
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