當電流流過一個導線時,在其周圍建立起磁場。如果如圖1-3所示,載有相同方向電流的導體離開相當大的距離,則產生的磁場沒有相互的影響。如果同樣的兩個導體被放置得很靠近,如圖1-4所示,則磁場將加強,其強度加倍。
如果把導線繞在一個骨架上,其磁場會被大大增強。實際上,線圈所表現出的磁場很像一個磁棒的磁場,如圖1-5所示。像磁棒一樣,電感線圈具有一個北極和一個中心區域。并且其極性可以通過使電感中的電流I反向。這再一次證明了磁場的方向取決于電流的方向。
磁路是圍繞線圈“流通”磁通的空間,功率電感磁通的大小由線圈中電流I和線圈的匝數N決定。為產生磁通而需要的“力”NI,就是磁動勢(mmf).對于空心線圈而言,磁通密度B與磁場強度H之間的關系如圖1-6所示,B對H的比值被稱為磁導率μ,對于空心線圈而言,在(非合理化)cgs單位制中,這個比值是1,其單位是高斯每奧斯特(Gs/Oe)。
如果圖1-5中的電池用一個交流電源代替,如圖1-7所示,B與H之間的關系將有如圖1-8所示的特性,B與H之間的關系為線性關系是空心線圈的主要優點。因為關系是線性的,所以當H增加時,B將增加,因此線圈中的磁通也以同樣的方式增加,所以用大的電流可以產生大的磁場。對此有一個明顯的限制,即取決于導線中允許的最大電流及其導致的溫升。
對于室內環境溫度以上40℃的溫度而言,大約0.1T的磁場是合適的,具有被特別冷卻的線圈,可以獲得10T的磁場。
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