题目
横截面为矩形的密绕螺绕环,总匝数为 N,内、外直径分别为 D_1 和 D_2,厚度为 h,环内均匀填充了磁导率为 mu 的磁介质。当螺绕环中通有电流 I 时,该电流产生的磁场通过螺绕环线圈的磁链为______。
横截面为矩形的密绕螺绕环,总匝数为 $N$,内、外直径分别为 $D_1$ 和 $D_2$,厚度为 $h$,环内均匀填充了磁导率为 $\mu$ 的磁介质。当螺绕环中通有电流 $I$ 时,该电流产生的磁场通过螺绕环线圈的磁链为______。
题目解答
答案
根据安培定律,螺绕环内磁感应强度为 $ B(r) = \frac{\mu N I}{2 \pi r} $。磁通量为:
\[
\Phi = \frac{\mu N I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{r_2}{r_1} \right) = \frac{\mu N I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{D_2}{D_1} \right)
\]
磁链为:
\[
\Psi = N \Phi = \frac{\mu N^2 I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{D_2}{D_1} \right)
\]
答案:$ \Psi = \frac{\mu N^2 I h}{2 \pi} \ln \left( \frac{D_2}{D_1} \right) $。