[分享] 通直流电钢圆柱的磁场强度分布(讲稿节选)

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查看9255 | 回复3 | 2016-6-26 19:25:46 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 梁金昆 于 2016-6-29 08:08 编辑

1.问题的提出
    特压《磁粉检测》教材(2008版)第26页图2-29 钢柱通交、直流电磁化的磁场强度分布,是个将纵坐标画错了的图,主要错误是将纵坐标H/Hm ,  标为“H”。 读者可以看我的日志《拜见冯银丹先生》。但该图DC(直流)曲线示意却是对的。即: 钢柱内的磁场强度H呈斜直线上升,与该点和中心距离R 成正比;当R=R m时(R m为钢柱半径),H=Hm(最大值);当R〉R m时,磁场强度H和R成反比。然而,学员们又经常提出的问题是: 在RR m时,为什么钢棒内的磁场强度H呈斜直线上升,H为什么与R成正比R〉R m时,为什么H和R又成反比
    一些年前,我的MT讲稿曾试图回答这些问题,现予节选。如有不当,请指正。
2.公式推导
2.1 直流电在钢圆柱截面内(RR m)的电流分布---电流密度i
    直流电在钢圆柱截面内的电流分布---电流密度i,因为无涡流和趋肤效应产生,截面内每mm2(每亳米平方的电流分布是均匀的。当通过直流电电流值Im已知,钢柱半径R m已知,钢柱横截面积(πR m的平方)已知,电流密度i就已知了。
        i=Im/(πR m2)                              (1)
   式中:R m2是R m的平方。以下R 2表示 R的平方。                  
2.2 当RR m时,以R半径的假想环内电流值I计算公式
     I应等于 电流密度i乘假想环面积(πR 的平方):
      I= i πR 2                                   (2)
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         笔者注:上述R半径的假想环,不但是计算环内直流电的基础,而且是后面要讲的安培环路定律的基础。磁场强度线不怛与直流电方向垂直,而且还是有方向性圆环,其方向用右手螺旋定则确定。                                   
2.3 假想环的磁场强度,简单的安培环路定律
   可能牵涉磁感应强度等问题,特压《磁粉检测》教材(2008版)未讲安培环路定律。我在此补充个简单的安培环路定律:通直流电钢圆柱的磁场强度分布,呈闭合环路状态(因R不同,可为若干假想的同心圆),其方向由右手螺旋定则确定,磁场强度H数值环路圆周长2πR等于环路包围的垂直通过的电流安培数,即:
         H. 2πR= I                                                                  3
   变换公式(3:
         H= I/2πR                                                         4
        H= iπ R 2/2πR= iR/2                                        5                                
    由公式(5)可以看出:RR m时,磁场强度HR成正比,DC(直流)曲线是条上斜直线。当R=R m时,I= ImH= H m(最大值).
    当R〉R m时,H= Im/2πR),随R增大,圆周长2πR增大,但假想环包围电流  Im却不变,故而H和R又成反比了。

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梁金昆 | 2016-6-28 17:11:47 | 显示全部楼层
本帖最后由 梁金昆 于 2016-6-28 18:49 编辑

老了,眼昏花,手也不听使唤,此文多次修改,请读者见谅!谢谢罗琅先生的鼓励!
刘恩凯 | 2016-6-29 11:26:51 | 显示全部楼层
梁老,最近身体可好?
今天摇一摇出来47个金币
梁金昆 | 2016-6-29 14:39:24 | 显示全部楼层
刘先生:你好!我的身体还好!谢谢!祝你一切都好!
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