亥姆霍兹线圈,是指如果有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴,通以同方向电流,当线圈间距等于线圈半径时,两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。故在生产和科研中有较大的实用价值,也常用于弱磁场的计量标准。这对线圈称为亥姆霍兹线圈。
中文名称 | 亥姆霍兹线圈 | 主要用途 | 产生标准磁场 |
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实用价值 | 计量标准 | 实验仪器 | 亥姆霍兹线圈演示仪 |
亥姆霍兹线圈是用两个半径和匝数完全相同的线圈,将其同轴排列并令间距等于半径,串接而成的线圈。用它可以产生极微弱的磁场直至数百Gs的磁场,可用于地球磁场的抵消补偿、检测永磁体特性等。
◆ 主要特点
空间开阔,使用方便 ;
磁场与供电电流有很好的线性关系;
使用磁场空间有很宽的均匀区 ;
适于制造一维、二维和三维空间组合磁场;
◆ 主要用途
产生标准磁场;
霍尔探头和各种磁强计的定标 ;
地磁场的补偿 ;
磁屏蔽效果的判定 ;
空间辐射磁场的测量和排除 ;
物质磁特性的研究;
生物磁性的研究;
【实验目的】:
1.观察亥姆霍兹线圈中间磁场的均匀性,验证磁场叠加原理。
2.了解一种得到均匀磁场的实验室方法。
【实验仪器】:亥姆霍兹线圈演示仪
【实验原理】:
亥姆霍兹线圈是由两个相同的线圈同轴放置,其中心间距等于线圈的半径。将两个线圈通以同向电流时,磁场叠加增强,并在一定区域形成近似均匀的磁场;通以反向电流时,则叠加使磁场减弱,以至出现磁场为零的区域。
给霍尔元件通以恒定电流时,它在磁场中会感应出霍尔电压,霍尔电压的高低与霍尔元件所在处的磁感应强度成正比,因而可以用霍耳元件测量磁场。本实验中电子屏显示的就是放大后霍尔电压的数值,它的变化规律与所在处磁场的变化规律一致。
【实验步骤】:
1.打开数码显示屏后面板的开关,先对LED显示屏调零;
2.打开稳压电源(已调好),同方向闭合两电键(使两线圈通以相同方向电流),转动小手柄,使位于线圈轴线上的霍尔元件由导轨的一端缓慢移向另一端,观察两同向载流圆线圈磁场合成后的分布。 (显示屏示数由小变大,中间一段基本不变,最后又由大变小);
3.改变其中一个线圈的电流方向,重复3的操作,观察两反向载流圆线圈磁场合成后的分布。(显示屏示数由小变大,由大变小,又由小变大,由大变小)。把霍耳元件移动到两个线圈的中部,可找到合磁场为零的位置;
4.断开一个线圈的电流,重复3的操作,? 观察一个载流圆线圈磁场的分布。(显示屏示数由小变大,又由大变小);
5.实验结束,打开电键,关闭显示屏和线圈电源。
【注意事项】:
1.在线圈没有接通时,将显示器调零;
2.转动手柄时需缓慢;
3.线圈通电电流不能过大,时间不能太长,以免烧毁线圈;
4.线圈通电时,不要触及电键,以确保安全。
亥姆霍兹线圈概念
如果有一对相同的载流圆线圈彼此平行且共轴,通以同方向电流,当线圈间距等于线圈半 径时,两个载流线圈的总磁场在轴的中点附近的较大范围内是均匀的。故在生产和科研中有较大的实用价值,也常用于弱磁场的计量标准。这对线圈称为亥姆霍兹线圈。
典型的单轴亥姆霍兹线圈是具有相同线圈匝数,相同线圈绕制方式,线圈半径等于线圈间距的两个线圈组成的。亥姆霍兹线圈一般用来产生指定体积比较大、均匀度比较高,但磁场值比较弱的磁场。用户可以利用这个磁场来完成各种实验,亥姆霍兹线圈可根据不同的应用产生静态DC或AC磁场。其主要应用:地球磁场的抵消、判定磁屏蔽效应、电子设备的磁化系数、磁通门计和航海设备的校准、生物磁场的研究及与磁通计配合使用检测永磁体特性。
为了使检测器工作在最佳状下,线圈的电感量应保持在100uH-300uH之间。在线圈电感不变的情况下,线圈的匝数与周长有着重要关系。周长越小,匝数就越多。一般可参照下表:线圈周长 线圈匝数3米以下根据实...
阻抗(ohm) = 2 * 3.14159 * F(工作频率) * 电感量(mH),设定需用 360ohm 阻抗,因此:电感量(mH) = 阻抗 (ohm) ÷ (2*3.14159) ÷ F (工作...
答:是4匝,左右两边算一匝。例如:150:5的电流互感器(上面标注:1匝:150A,2匝:75A,3匝:50A。)导线穿过1次互感器,则为1匝。查穿过内框(圆框或矩形框)的导线根数。
在对大地电磁探测仪器的磁天线进行测试时,场地一般选择电磁环境比较安静的野外.然而满足磁天线测试的传统赫姆霍兹线圈体积过大,不便于野外携带及安装.本文介绍了一种实用的可用于测试磁天线性能的简化赫姆霍兹线圈的设计,简化后不仅能满足测试需求,同时携带方便,适于野外安装.
罗氏线圈测量电流的理论依据是 “法拉第电磁感应定律 ”和“安培环路定律 ”。 当被测电流沿轴线通过罗氏线圈中心时 ,在环形绕组所包围的体积内产生相应变化的磁场, 强度为 H,由安培环路定律得: ∮H·dl=I(t) 线圈的感应电压与 H 的变化率成正比,因此,所有线圈的感应电势之和与电流的变化率成 正比。 也就是: e(t)=di/dt 对输出电压 e(t)求积分,可获取 i,因此,罗氏线圈一般与积分器配套使用。 罗氏线圈工作原理 罗氏线圈是一种空心环形的线圈, 可以直接套在被测量的导体上。 导体中流 过的交流电流会在导体周围产生一个交替变化的磁场, 从而在线圈中感应出一个 与电流变比成比例的交流电压信号。 线圈的输出电压可以用公式 Vout=M di/dt 来表示。其中 M 为线圈的互感 .di/dt 则是电流的变比。通过采用一个专用的积分器将线圈输出的电压信号进行积分可 以得到另
亥姆霍兹线圈(Helmholtz coil)是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质,很容易地可以将其它仪器置入或移出,也可以直接做视觉观察,所以,是物理实验常使用的器件。因德国物理学者赫尔曼·冯·亥姆霍兹而命名。
本标准规定了基于法拉第电磁感应原理的永磁体磁偏角线圈法测量方法2100433B
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