由式(1)可知,如果能知道一定磁势下的螺线管场强H、漏
数σ则可计算出来。为此我们首先来研究铠装螺线管的场
布。图1 场域及边界示意由于螺线管磁体的磁场分布是轴对称的,我们只需取通过对的任一平面(即子午面)进行便可了解其貌,这样就把研场域简化为二维平面场。场域边界为分选腔气隙同激磁线圈与内侧交界处。图1为二维平面场域示意。
图 1可知,ABCD为场域边其中AB和CD为气隙与铁铠的交界面,AC和 BD为线圈和交界面。图中OP为对称轴线。由电磁场基本理论可知,所域内各点均应满足泊松方程。
由表1和图5可见,螺线管中点场强与电流密度成正比。当
匝数和导线规格确定以后,磁势与电流密度有关。因此,根
(1),图5所示直线也可看作磁势与中点场强的关系曲线,
的斜率即为漏磁系数σ。由此我们可以得出结论,当导线规
和线圈几何尺寸一定且铁铠未达饱和时,漏磁系数 σ 为一常
它与电流密度或磁势无关。
当N=2708匝、δ =18cm、I=7A时,H=95.5kA/m,按
)式可算出螺线管磁系的漏磁系数σ=1.108。
由式(3)看出,当j,λ,a1为定值时,螺线管轴线中点的磁场
度主要与F(α,β)有关,即与螺线管的几何尺寸有关。
作者曾对自己设计的,由16盘小线圈组成的螺线管在不同
度时轴线中点的磁场强度H0进行了测定,结果如图2所示。
螺线管的参数为:a1=4.3cm,α =3,j=828A/cm
2
,λ =
576,每盘小线圈的厚度为2.1cm。
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由图2看出,螺线管轴线中点的磁场强度H0随其长度(β)增
加而增加。在螺线管较短时(β <2),H0增加较快;螺线管较长
时(β>2),H0增加很慢,最后趋于饱和,其值接近0.4πIn(In是
螺线管单位长度安匝数)。这说明螺线管较短时漏磁较多,随着
螺线管的增长,漏磁逐步减少,最终趋于零。