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首先线圈必须带电,其次有零度和90度垂直,结论为,受安培力为零(相互抵消),力矩为零或者最大.以下是详
闭合线圈的力和力矩
在磁场中的任何导体都可以通过选取微元电流的方式计算受力和力矩.通常,这需要综合考虑,但当磁场是匀强磁场时计算就简单一些.就像我们将要看到的,回路线圈在匀强磁场中时受的合力为零,但力矩通常不为零.下面三个例子将仔细分析这一点,矩形线圈,圆线圈,及柱形线圈或螺线管.
1.矩形线圈.一个边长为a和b的矩形金属线圈.一般情况下,线圈平面法向(垂直于平面的方向)与均匀磁场间有一夹角,线圈载有电流I.
a边所受的力向右,并指向x轴的正向.这里B垂直于电流方向,这边的合力(力连续分布于此边的和)大小为
相对应的边所受的力与之相等并反向,图中所示.
边b所受的力表示为矢量F’和-F’, 具有同样的大小并在同一直线上即y轴上.
线圈上所受合力为零,因为力在相对的位置上相互抵消.力F’和-F’是沿着同一直线上的两个力,所以对任何轴都没有力矩,而力F和-F组成一组,就像关系式8-4所看到的那样.一对力矩对任一点有同样的值,通过力的作用线距离和力就可以给出力的大小或是力矩的大小.这个距离为bsinα,所以力矩为
当角度为90度时有最大力矩(线圈平面平行于场),当角度为零或是180度时线圈平面垂直于场时力矩为零.其中一个位置是稳定平衡状态,另一个是非稳定平衡状态.
首先线圈必须带电,其次有零度和90度垂直,结论为,受安培力为零(相互抵消),力矩为零或者最大.以下是详
闭合线圈的力和力矩
在磁场中的任何导体都可以通过选取微元电流的方式计算受力和力矩.通常,这需要综合考虑,但当磁场是匀强磁场时计算就简单一些.就像我们将要看到的,回路线圈在匀强磁场中时受的合力为零,但力矩通常不为零.下面三个例子将仔细分析这一点,矩形线圈,圆线圈,及柱形线圈或螺线管.
1.矩形线圈.一个边长为a和b的矩形金属线圈.一般情况下,线圈平面法向(垂直于平面的方向)与均匀磁场间有一夹角,线圈载有电流I.
a边所受的力向右,并指向x轴的正向.这里B垂直于电流方向,这边的合力(力连续分布于此边的和)大小为
相对应的边所受的力与之相等并反向,图中所示.
边b所受的力表示为矢量F’和-F’, 具有同样的大小并在同一直线上即y轴上.
线圈上所受合力为零,因为力在相对的位置上相互抵消.力F’和-F’是沿着同一直线上的两个力,所以对任何轴都没有力矩,而力F和-F组成一组,就像关系式8-4所看到的那样.一对力矩对任一点有同样的值,通过力的作用线距离和力就可以给出力的大小或是力矩的大小.这个距离为bsinα,所以力矩为
当角度为90度时有最大力矩(线圈平面平行于场),当角度为零或是180度时线圈平面垂直于场时力矩为零.其中一个位置是稳定平衡状态,另一个是非稳定平衡状态.