精确求解无限长通电螺线管周围磁场分布的两种新解法及仿真验证
Two new methods for accurately solving magnetic field distribution around infinite solenoid and their simulation verification作者机构：太原理工大学物理与光电工程学院山西太原030024
出 版 物：《实验技术与管理》 (Experimental Technology and Management)
年 卷 期：2021年第38卷第4期
页 面：141-145,149页
学科分类：07[理学] 070104[理学-应用数学] 0701[理学-数学]
基 金：教育部高等学校教学指导委员会教学研究项目(DDLX2018-06,DWJZW201705hb) 太原理工大学2019年度精品资源共享课“电动力学”培育项目。
摘 要：通电螺线管周围的磁场分布问题,尽管几乎在所有的大学物理或电磁学课程中作为典型例题进行了推导计算,但计算方法不具有普遍性。该文基于矢势法的基本原理通过求解拉普拉斯方程和用留数定理求解矢势积分,得出载流线圈的电流平面法线与轴线存在一定夹角时无限长通电螺线管内外矢势的精确解,进而求得磁感应强度的解析解。对有限长通电螺线管周围的磁场用MATLAB进行数值求解及COMSOL仿真,将数值解和仿真结果进行对比,并通过比较螺线管逐渐增长时磁场分布的变化趋势,验证了所提出的求解方法的正确性。该研究对于更好地理解通电螺线管周围磁场分布规律以及丰富电磁场问题的分析方法具有重要意义。
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