愿山:如图所示。一根长直同轴电缓,内,外导体间充满磁介质,短介质的相对磁导率为 4(从,<):导体韵磁化率可以略去不计,电境沿向有稳恒电流/通过,内外导体上电流的方 向相反。求(1)空间各区城内的磁够强度和磁化强度:(2)磁介颜表面的随化电流, 2R1 2R a 题在实验室,为了测试某种赋性材料的相对短导常从,·常将这种材料殿成酸面为阅彩的 环形样品,然后用漆包线烧成一罐绕环,授园环的平均圆长为0.01m,横截面积为005×0m3, 战图的更数为200更,当战图通以001A的电流时测得穿过圆环横蓝面积的壁通为6.0×10b, 象此时该材料的相对@导率从。 爆一个慧面为正方形的环形铁心。其磁导率为:。若在此环形铁心上绕有X原找圆。线 圈中的电流为!,设环的平均半径为?,求此铁心的磁化强度。 题山4:如图所示的电磁铁有作多C型的硅钢片重叠而成,铁心外烧有V压载流找圈。硅解片 的相对磁导率为以,铁心的酸面积为S,空度的堂度为b,C型铁心的平均同长为1,求空期 中城感强度的植
题 11.1:如图所示,一根长直同轴电缆,内、外导体间充满磁介质,磁介质的相对磁导率为 ( 1) r r ,导体的磁化率可以略去不计。电缆沿轴向有稳恒电流 I 通过,内外导体上电流的方 向相反。求(1)空间各区域内的磁感强度和磁化强度;(2)磁介质表面的磁化电流。 题 11.2:在实验室,为了测试某种磁性材料的相对磁导率 r ,常将这种材料做成截面为矩形的 环形样品,然后用漆包线绕成一螺绕环,设圆环的平均周长为 0.01 m,横截面积为 4 2 0.05 10 m − , 线圈的匝数为 200 匝,当线圈通以 0.01 A 的电流时测得穿过圆环横截面积的磁通为 6.0 10 Wb −5 , 求此时该材料的相对磁导率 r 。 题 11.3:一个截面为正方形的环形铁心,其磁导率为 。若在此环形铁心上绕有 N 匝线圈,线 圈中的电流为 I ,设环的平均半径为 r ,求此铁心的磁化强度。 题 11.4:如图所示的电磁铁有许多 C 型的硅钢片重叠而成,铁心外绕有 N 匝载流线圈,硅钢片 的相对磁导率为 r ,铁心的截面积为 S,空隙的宽度为 b ,C 型铁心的平均周长为 4l ,求空隙 中磁感强度的值
愿115:一铁C螺绕环由表面绝峰的导线在铁环上密绕1000夏而成,环的中心线L=500mm, 横载面积=10×10心mm2,若要在环内产生B=1.0T的赋感应强度,并山铁的B-H由线直得 此时铁的相对壁导率4=%。号线中需要多大的电流1若在铁环上开一间原(d=2.0, 则导线中的电流又荷多大? 愿11山解:《1)取与电烫同轴的网为积分路径,根据磁介质中的安培环路定理,有 H2=∑1 对rT>民 ,= 得 云 筑充的赋介质相对磁导率为以·有 ,-以-n 20鸟、4 对R>r28 ∑4-1-R -化巧r产- 得 ,=2R- R-r2) 同样忽略导体得磁化,有 M,=0 B.) 2R,-尾2) 对r>龙 ∑,=1-1=0 得 H.=0M4=0E=0 《2)由【,=M·2T。磁介质内,外表面磁化电流的大小为 1=M(民2=R=(4-1 =M(R2成=(4-7 对抗避质(从,《1在编介质内表面(F一R,暗化电流与内导体传导电流方向相反:在 磁介颜外表面(?=尾),磁化电流与外导棒传导电流方向相反:顺磁质的情况与抗磁质相反。 H)和风r小分布黄线如图所示
题 11.5:一铁心螺绕环由表面绝缘的导线在铁环上密绕 1000 匝而成,环的中心线 L = 500mm, 横截面积 3 2 s =1.010 mm 。若要在环内产生 B =1.0 T 的磁感应强度,并由铁的 B−H 曲线查得 此时铁的相对磁导率 r = 796 。导线中需要多大的电流?若在铁环上开一间隙( d = 2.0 mm ), 则导线中的电流又需多大? 题 11.1 解:(1)取与电缆同轴的圆为积分路径,根据磁介质中的安培环路定理,有 2 = f H r I 对 R1 r , 2 f 2 r R I I = 得 2 1 1 2 R Ir H = 忽略导体的磁化(即导体相对磁导率 r =1 )有 M1 = 0 2 1 0 1 2 R Ir B = 对 2 R1 R r I = I f 得 r I H 2 2 = 填充的磁介质相对磁导率为 r ,有 r I M 2 ( 1) 2 = r − ; r I B 2 0 r 2 = 对 3 R2 R r ( ) ( ) 2 2 2 2 2 2 3 f r R R R I I I − − = − 得 2 ( ) ( ) 2 2 2 3 2 2 3 3 r R R I R r H − − = 同样忽略导体得磁化,有 M3 = 0 2 ( ) ( ) 2 2 2 3 2 2 0 3 3 r R R I R r B − − = 对 R3 r I f = I − I = 0 得 H4 = 0 M4 = 0 B4 = 0 (2) 由 I M 2r s = 。磁介质内、外表面磁化电流的大小为 I M (R )2 R ( 1)I si = 2 1 1 = r − I M (R )2 R ( 1)I se = 2 1 2 = r − 对抗磁质( r 1 ),在磁介质内表面( R1 r = ),磁化电流与内导体传导电流方向相反;在 磁介质外表面( R2 r = ),磁化电流与外导体传导电流方向相反。顺磁质的情况与抗磁质相反。 H(r) 和 B(r) 分布曲线如图所示
R:K R3 r R3 6) fe) 题11.2解:由安培环路定理得磁介质内部的磁场强度为 H=NI L 由题义可知,环内部的磁感应强度B=Φ/S,而B=44,H,故有 H,=B/uoH Ho NIS =4.78×103 题113解:如图所示,选取闭合回路C,由安培环路定理得铁心内磁场强度 N H二2m 由磁场强度和磁化强度的关系得 M=(4-H=4,-M 2n 题114解:如图所示选取闭合回路C,当线圈中通以电流I时,由安培环路定理 fH-d=NI 在磁介质中,B=44,H,而在介质界面处,磁感强度B得法向分量连续。忽略隙缝的边 缘效应,空隙中的磁感强度Bo=B,则 H- B.dl NI B.dl+04o4, 从中可解得介质中的磁感强度B。考虑41>b,有 Bb+-B4l=NI 4%404, 解得 B=44W7 4b+41 题11.5解:磁介质中得磁感应强度B=1.0T时所需得电流 I=BL. =0.5A 44N 若在铁环上开一空气间隙,则要在环内建立同样强度的磁场,所需要的电流 I-4,-d+LB=2.1A 4o4,N
题 11.2 解:由安培环路定理得磁介质内部的磁场强度为 L NI H = 由题义可知,环内部的磁感应强度 B = Φ / S ,而 B = 0rH ,故有 3 0 r 0 4.78 10 / = = = NIS ΦL B H 题 11.3 解:如图所示,选取闭合回路 C,由安培环路定理得铁心内磁场强度 r NI H 2 = 由磁场强度和磁化强度的关系得 r NI M H 2 ( 1) ( 1) r r − = − = 题 11.4 解:如图所示选取闭合回路 C,当线圈中通以电流 I 时,由安培环路定理 = NI C H dl 在磁介质中, B = 0rH ,而在介质界面处,磁感强度 B 得法向分量连续。忽略隙缝的边 缘效应,空隙中的磁感强度 B0 =B,则 NI b l b = + = − l B l B H dl d d 4 0 0 r 0 0 C 从中可解得介质中的磁感强度 B。考虑 4l b ,有 l NI B b B + 4 = 0 0r 解得 b l NI B r 4 0 r + = 题 11.5 解:磁介质中得磁感应强度 B =1.0 T 时所需得电流 0.5 A 0 r = = N BL I 若在铁环上开一空气间隙,则要在环内建立同样强度的磁场,所需要的电流 2.1 A ( 1) 0 r r = − + = B N d L I