利用安培環(huán)路定理求解圓柱形電流激發(fā)的磁場,要比使用對畢奧-薩伐爾定律直接求積分的方法簡便得多。 利用安培環(huán)路定理可以求解比無限長直電流更復雜的電流系統(tǒng)激發(fā)的磁場,最基礎的一種情況是一個半徑為 如下左圖所示,以圓柱面的軸線為軸,沿電流流動的方向建立柱坐標系。與無限長直電流類似,磁感應強度與 將載流圓柱面沿圓柱面的母線分割成無數(shù)根無限長的直電流,每一根電流將在所考慮的空間點 根據(jù)以上分析,取以軸線為中心、過場點 由于載流圓柱面將空間分隔成兩個區(qū)域,因此,需要對這兩個區(qū)域分別進行討論。在 圓柱面的一個簡單拓展是實心圓柱體。設想有一根半徑為 要用安培環(huán)路定理求解問題,首先要分析問題的對稱性。前面已經(jīng)對圓柱面的對稱性作了分析,由圓柱面的對稱性自然就可以得出,圓柱體也必定具有同樣的對稱性。當然,也可以像分析圓柱面的對稱性那樣對圓柱體做對稱性分析。完成了對稱性分析后,就可以根據(jù)問題的對稱性選擇適當?shù)姆e分環(huán)路。由于與圓柱面有相同的對稱性,選擇積分環(huán)路和劃分空間區(qū)域自然也就一樣了。這兩件事情就交給大家去完成吧,下面只給出推導的過程以及結果。 先計算磁感應強度的環(huán)路積分,積分的具體實施與直導線和圓柱面的情況相同,結果就是 (1) 式。積分完成后,再考慮在不同的空間區(qū)域中,積分環(huán)路所包圍的總電流強度。在 我們再一次看到,在軸對稱電流系統(tǒng)的外部,僅僅通過測量磁感應強度,不可能分辨出電流系統(tǒng)的內部結構。 |
|
來自: cosmos2062 > 《待分類》