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R≤R 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? 当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(R≤R 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R≤R m时,以R半径的假想环内电流值I的计算公式 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:上述以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数值乘环路圆周长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:当R≤R m时,磁场强度H和R成正比,DC(直流)曲线是条上斜直线。当R=R m时,I= Im,H= 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。 |