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载流导体周围磁场分布的MATLAB仿真
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2022-12-24
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关于载流环的磁场分布,我们只知道大学物理中某些区域的磁场分布。然而,在理论和实际应用中,载流环形环的磁场分布也非常重要。根据萨伐尔法推导了载流环磁场分布的积分表达式,并利用MATLAB给出了计算结果。得到了磁场的矢量分布、中心轴线上的磁场分布、平行和垂直于环面。对磁场在表面上的分布进行了模拟,研究了磁场在径向和轴向方向上的三维分布,对实际工程应用具有-定的指导作用。
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目录
引言...............................................................................................................................2
第 1 章 对载流导体产生的磁场进行数学建模 .........................................................2
第 2 章 基于 MATLAB 的载流导体产生磁场的仿真 ...................................................5
2.1 初始化..............................................................................................................5
2.2 求 P 点磁感应强度.........................................................................................5
2.3 绘制磁场分布矢量图 ......................................................................................6
2.4 绘制轴线上磁场分布图 .................................................................................7
2.5 绘制与圆环平行的平面磁场分布图 .............................................................7
2.6 绘制与圆环垂直的平面磁场分布图 .............................................................7
第 3 章 圆环电流产生磁场的仿真结果和分析 .........................................................9
3.1 磁场矢量分析.................................................................................................9
3.2 环电流中心轴磁场分布分析 .........................................................................9
3.3 与圆环平行的平面磁场分布 .......................................................................10
3.3.1 与圆环平行的平面磁场 Bx 分布分析 ..............................................10
3.3.2 平行于环的平面磁场分析 ...............................................................12
3.4 垂直于环的平面磁场分布分析 ....................................................................15
总结.............................................................................................................................16
参考文献.....................................................................................................................17
致谢.............................................................................................................................19
1
载流导体周围磁场分布的 MATLAB 仿真
摘要:关于载流环的磁场分布,我们只知道大学物理中某些区域的磁场分布。然而,在理论
和实际应用中,载流环形环的磁场分布也非常重要。根据萨伐尔法推导了载流环磁场分布的
积分表达式,并利用 MATLAB 给出了计算结果。得到了磁场的矢量分布、中心轴线上的磁场
分布、平行和垂直于环面。对磁场在表面上的分布进行了模拟,研究了磁场在径向和轴向方
向上的三维分布,对实际工程应用具有-定的指导作用。
关键词:载流导体;周围磁场;MATLAB 仿真
MATLAB Simulation of Magnetic Field Distribution
around Current-carrying conductor
Abstract:As for the magnetic field distribution of the current carrying ring, we
only know the magnetic field distribution in some regions of college physics.
However, the magnetic field distribution of the current-carrying ring is also very
important in both theory and practice. The integral expression of the magnetic field
distribution of the current carrying ring is derived according to the Savar method and
the calculation results are given by using MATLAB. The vector distribution of the
magnetic field and the distribution of the magnetic field on the central axis are
obtained, parallel and perpendicular to the torus. The distribution of magnetic field on
the surface is simulated, and the three-dimensional distribution of magnetic field in
radial and axial direction is studied.
Keywords: current-carrying conductor; surrounding magnetic field; MATLAB
simulation
2
引言
关于载流环的磁场分布,我们只了解大学物理中某些领域的磁场分布。然而,
在理论和实际应用中,载流环的磁场分布也非常重要。为了解决这一问题,许多
学者研究了基于萨伐尔定律的全载流环的磁场分布。贾瑞奇和薛张庆忠分析了电
磁学书籍中的磁场分布[1];用椭圆积分计算损失电位,然后通过旋转得到磁场表
达式,讨论了环的平面、中心轴和区内磁场分布的特殊情况[2];罗东莞市弘超、
朱坪、王燕、陈群等人从萨伐尔定律中讨论了中心轴线、环形平面、远区和圆形
中心附近的磁场分布[3-6];刘宝益等使用 mathematica4.0 磁感应强度分布矢量,
讨论了中心轴和环形平面的磁场分布[7];王玉梅和其他 MATLAB 符号积分磁场分
布在圆环图附近,并且数值演算讨论[8]。然而,本文还没有看到平行和垂直于
圆环面上的磁场分布。因此,本文将重点讨论磁场在环面径向和轴向方向上的三
维分布。本文在萨伐尔法的基础上,推导了空间载流环磁场分布的积分表达式,
采用 MATLAB 软件编程,结合分段求和的思想模拟和模拟了磁在不同条件下的场
分布。绘制了磁场分布矢量图、中心轴线上的磁场分布图、平面平行和垂直于圆
环面的磁场分布图,以及三维分布研究了环的径向和轴向磁场,并进行了实际工
程应用有-定的指导作用。
第 1 章 对载流导体产生的磁场进行数学建模
将载流环的半径设置为 R,其中电流为 i。如图 1 所示,载流环位于 yz 平面
上,圆的中心与坐标的原点重合,而载流环的中心轴与 x 轴重合。
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kala是dog
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