磁場分布的計算方法

1. 一無限長的載流圓柱體,半徑為R,電流I均勻的通過其橫截面,求其內外的磁場分布

內部距中心r處磁場強度是Ir/(2πR^2)，外部距中心r處磁場強度是I/〔2πr 〕。導體內外的磁場強度都與磁化電流成正比。

在導體內，中心處為零，離中心越近，磁場越小，越靠近外壁磁場越大。而在導體外，離導體中心距離越大，磁場就越小，在導體表面磁場強度為最大。

(1)磁場分布的計算方法擴展閱讀：

通常可以根據在磁體周圍磁場強度的分布規律，可以用磁感線來形象描述，也可以用數學公式來計算。

磁鐵的磁場分布與磁鐵的形狀無關，與充磁鐵方向及充磁極數有關。可以充成兩個極，也可以充成多個極，但不論怎麼充，磁體的兩個極都是以中間平面對分布的。整個磁體呈現的磁極是各個分磁極的矢量和。

2. 如何求空間磁場的分布

從抽象來講，可以利用麥克斯韋方程組及相應的邊界條件求解任意變化的電磁場分布。
但是這樣做的計算量比較大，如果是比較復雜的磁場分布會採用計算機的數值法求解。
對於靜磁場，一般有幾種方法：利用B-S定律求解；利用標量磁位或者矢量磁位求解；利用安培環路定理求解；利用替代法求解等。
當然，這樣說的話比較寬泛。我也在不斷學習電磁場中，希望能與您進一步交流，共同進步。
歡迎追問~

3. 誰可以給我電場和磁場的計算公式（全部）

1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量，單位T),1T＝1N/A•m
2.安培力F＝BIL；(註：L⊥B)
{B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f＝qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕｛f:洛侖茲力(N)，q:帶電粒子電量(C)，V:帶電粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種)：
（1）帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V＝V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向＝f洛＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T)2＝qVB；r＝mV/qB；T＝2πm/qB；(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下)；(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角（＝二倍弦切角）。
註：
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定，只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負；
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕；(3)其它相關內容：地磁場/磁電式電表原理
靜電力F＝kQ1Q2/r2
（k＝9.0×109N•m2/C2,方向在它們的連線上）
.電場力F＝Eq
（E：場強N/C，q：電量C，正電荷受的電場力與場強方向相同）
安培力F＝BILsinθ
（θ為B與L的夾角，當L⊥B時:F＝BIL，B//L時:F＝0）
洛侖茲力f＝qVBsinθ
（θ為B與V的夾角，當V⊥B時：f＝qVB，V//B時:f＝0）

4. 載流圓線圈軸上的磁場分布規律如何

根據右手螺旋定律和電流方向可以確定磁場方向：四指彎曲、拇指豎起,四指指尖指向電流正方向,拇指所指的方向就是線圈軸線上磁力線的方向.是同心圓 ..

5. 畢奧-薩伐爾定律和安培環路定律都是求磁場分布的有什麼區別和聯系謝謝

相同點;都可以用來計算由穩定電流產生的磁感應強度B。
計算在導線某點產生的磁場時，都要求點距離電流源的長度遠遠小於導線自身長度。
不同：
biot-savart law 可以普遍應用在幾乎所有電流源上，一般用來計算有限長度的導線在某點產生的磁場。
ampere law 對電流源有一定要求，必須有一定對稱性的，用來計算無限長的導線在某點產生的磁場。
安培定律的其他應用：計算無限長導線、無限大平面（電流密度為J的面），無限長螺線管。。。在某區域（安培環）產生的磁感應強度。

目前只有這么多認識，歡迎大家討論。。。

6. 螺線管磁場的分布公式

螺線管磁場的分布公式：B=u0ni，螺線管（Solenoid）是個三維線圈。在工程學里，螺線管也指為一些轉換器（transcer），將能量轉換為直線運動。
螺線管操作閥（solenoidvalve）是一種綜合原件，內中最重要的組件是機電螺線管。機電螺線管是一種機電原件，可以用來操作氣控閥或液壓閥。螺線管開關是一種繼電器，使用機電螺線管來操作電開關。例如，汽車的起動器螺線管是一種機電螺線管。

7. 霍爾效應測空間磁場分布實驗理論值B的計算方法。（不是那個霍爾效應測螺線管磁場的）

UH=RH×（1／d）×I×B=KH×I×B
UH—霍爾電勢
RH—載流導體材料的霍爾系數
d—載流導體材料的厚度
I—激勵電流
B—磁感應強度
KH—靈敏度

用霍爾元件測量B時，若B與元件法線方向成一角度θ時，
UH= KH×I×B×COSθ

8. 電場、磁場公式

、電場
1.兩種電荷、電荷守恆定律、元電荷：(e＝1.60×10-19C）；帶電體電荷量等於元電荷的整數倍
2.庫侖定律：F＝kQ1Q2/r2（在真空中）｛F:點電荷間的作用力(N)，k:靜電力常量k＝9.0×109N�6�1m2/C2，Q1、Q2:兩點電荷的電量(C)，r:兩點電荷間的距離(m)，方向在它們的連線上，作用力與反作用力，同種電荷互相排斥，異種電荷互相吸引｝
3.電場強度：E＝F/q（定義式、計算式)｛E:電場強度(N/C)，是矢量（電場的疊加原理），q：檢驗電荷的電量(C)｝
4.真空點（源）電荷形成的電場E＝kQ/r2 ｛r：源電荷到該位置的距離（m），Q：源電荷的電量｝
5.勻強電場的場強E＝UAB/d ｛UAB:AB兩點間的電壓(V)，d:AB兩點在場強方向的距離(m)｝
6.電場力：F＝qE ｛F:電場力(N)，q:受到電場力的電荷的電量(C)，E:電場強度(N/C)｝
7.電勢與電勢差：UAB＝UA-UB，UAB＝WAB/q＝-ΔEAB/q
8.電場力做功：WAB＝qUAB＝Eqd｛WAB:帶電體由A到B時電場力所做的功(J)，q:帶電量(C)，UAB:電場中A、B兩點間的電勢差(V)(電場力做功與路徑無關),E:勻強電場強度,d:兩點沿場強方向的距離(m)｝
9.電勢能：EA＝qUA ｛EA:帶電體在A點的電勢能(J)，q:電量(C)，UA:A點的電勢(V)｝
10.電勢能的變化ΔEAB＝EB-EA ｛帶電體在電場中從A位置到B位置時電勢能的差值｝
11.電場力做功與電勢能變化ΔEAB＝-WAB＝-qUAB (電勢能的增量等於電場力做功的負值)
12.電容C＝Q/U(定義式,計算式) ｛C:電容(F)，Q:電量(C)，U:電壓(兩極板電勢差)(V)｝
13.平行板電容器的電容C＝εS/4πkd（S:兩極板正對面積，d:兩極板間的垂直距離，ε：介電常數）
常見電容器〔見第二冊P111〕
14.帶電粒子在電場中的加速(Vo＝0)：W＝ΔEK或qU＝mVt2/2，Vt＝(2qU/m)1/2
15.帶電粒子沿垂直電場方向以速度Vo進入勻強電場時的偏轉(不考慮重力作用的情況下)類平拋運動：垂直電場方向:勻速直線運動L＝Vot；平行電場方向:初速度為零的勻加速直線運動d＝at2/2，a＝F/m＝qE/m (在帶等量異種電荷的平行極板中：E＝U/d)
注:
(1)兩個完全相同的帶電金屬小球接觸時,電量分配規律:原帶異種電荷的先中和後平分,原帶同種電荷的總量平分；
(2)電場線從正電荷出發終止於負電荷,電場線不相交,切線方向為場強方向,電場線密處場強大,順著電場線電勢越來越低,電場線與等勢線垂直；
（3）常見電場的電場線分布要求熟記〔見圖[第二冊P98]；
(4)電場強度（矢量）與電勢（標量）均由電場本身決定,而電場力與電勢能還與帶電體帶的電量多少和電荷正負有關；
(5)處於靜電平衡導體是個等勢體,表面是個等勢面,導體外表面附近的電場線垂直於導體表面，導體內部合場強為零,導體內部沒有凈電荷,凈電荷只分布於導體外表面；
(6)電容單位換算：1F＝106μF＝1012PF；
(7）電子伏(eV)是能量的單位,1eV＝1.60×10-19J；
(8)其它相關內容：靜電屏蔽〔見第二冊P101〕/示波管、示波器及其應用〔見第二冊P114〕等勢面〔見第二冊P105〕。
十一、恆定電流
1.電流強度：I＝q/t｛I:電流強度(A），q:在時間t內通過導體橫載面的電量(C），t:時間(s）｝
2.歐姆定律：I＝U/R ｛I:導體電流強度(A)，U:導體兩端電壓(V)，R:導體阻值(Ω)｝
3.電阻、電阻定律：R＝ρL/S｛ρ:電阻率(Ω�6�1m)，L:導體的長度(m)，S:導體橫截面積(m2)｝
4.閉合電路歐姆定律：I＝E/(r+R)或E＝Ir+IR也可以是E＝U內+U外
｛I:電路中的總電流(A)，E:電源電動勢(V)，R:外電路電阻(Ω)，r:電源內阻(Ω)｝
5.電功與電功率：W＝UIt，P＝UI｛W:電功(J)，U:電壓(V)，I:電流(A)，t:時間(s)，P:電功率(W)｝
6.焦耳定律：Q＝I2Rt｛Q:電熱(J)，I:通過導體的電流(A)，R:導體的電阻值(Ω)，t:通電時間(s)｝
7.純電阻電路中:由於I＝U/R,W＝Q，因此W＝Q＝UIt＝I2Rt＝U2t/R
8.電源總動率、電源輸出功率、電源效率：P總＝IE，P出＝IU，η＝P出/P總｛I:電路總電流(A)，E:電源電動勢(V)，U:路端電壓(V)，η：電源效率｝
9.電路的串/並聯 串聯電路(P、U與R成正比) 並聯電路(P、I與R成反比)
電阻關系(串同並反) R串＝R1+R2+R3+… 1/R並＝1/R1+1/R2+1/R3+…
電流關系 I總＝I1＝I2＝I3=… I並＝I1+I2+I3+…
電壓關系 U總＝U1+U2+U3+… U總＝U1＝U2＝U3=…
功率分配 P總＝P1+P2+P3+ … P總＝P1+P2+P3+ …
10.歐姆表測電阻
(1)電路組成 (2)測量原理
兩表筆短接後,調節Ro使電表指針滿偏，得
Ig＝E/(r+Rg+Ro)
接入被測電阻Rx後通過電表的電流為
Ix＝E/(r+Rg+Ro+Rx)＝E/(R中+Rx)
由於Ix與Rx對應，因此可指示被測電阻大小
(3)使用方法:機械調零、選擇量程、歐姆調零、測量讀數｛注意擋位(倍率)｝、撥off擋。
(4)注意:測量電阻時，要與原電路斷開,選擇量程使指針在中央附近,每次換擋要重新短接歐姆調零。
11.伏安法測電阻
電流表內接法：電壓表示數U＝UR+UA Rx的測量值＝U/I＝(UA+UR)/IR＝RA+Rx>R真
電流表外接法：電流表示數I＝IR+IV Rx的測量值＝U/I＝UR/(IR+IV)＝RVRx/(RV+R)<R真
選用電路條件Rx>>RA [或Rx>(RARV)1/2]
選用電路條件Rx<<RV [或Rx<(RARV)1/2]
12.滑動變阻器在電路中的限流接法與分壓接法
限流接法
電壓調節范圍小,電路簡單,功耗小
便於調節電壓的選擇條件Rp>Rx
電壓調節范圍大,電路復雜,功耗較大
便於調節電壓的選擇條件Rp<Rx
注1)單位換算：1A＝103mA＝106μA；1kV＝103V＝106mA；1MΩ＝103kΩ＝106Ω
(2)各種材料的電阻率都隨溫度的變化而變化,金屬電阻率隨溫度升高而增大；
(3)串聯總電阻大於任何一個分電阻,並聯總電阻小於任何一個分電阻；
(4)當電源有內阻時,外電路電阻增大時,總電流減小,路端電壓增大；
(5)當外電路電阻等於電源電阻時,電源輸出功率最大,此時的輸出功率為E2/(2r)；
(6)其它相關內容：電阻率與溫度的關系半導體及其應用超導及其應用〔見第二冊P127〕。
十二、磁場
1.磁感應強度是用來表示磁場的強弱和方向的物理量,是矢量，單位T),1T＝1N/A�6�1m
2.安培力F＝BIL；(註：L⊥B) {B:磁感應強度(T),F:安培力(F),I:電流強度(A),L:導線長度(m)}
3.洛侖茲力f＝qVB(注V⊥B);質譜儀〔見第二冊P155〕 ｛f:洛侖茲力(N)，q:帶電粒子電量(C)，V:帶電粒子速度(m/s)｝
4.在重力忽略不計(不考慮重力)的情況下,帶電粒子進入磁場的運動情況(掌握兩種)：
（1）帶電粒子沿平行磁場方向進入磁場:不受洛侖茲力的作用,做勻速直線運動V＝V0
(2)帶電粒子沿垂直磁場方向進入磁場:做勻速圓周運動,規律如下a)F向＝f洛＝mV2/r＝mω2r＝mr(2π/T) 2＝qVB；r＝mV/qB；T＝2πm/qB；(b)運動周期與圓周運動的半徑和線速度無關,洛侖茲力對帶電粒子不做功(任何情況下)；(c)解題關鍵:畫軌跡、找圓心、定半徑、圓心角（＝二倍弦切角）。
註：
(1)安培力和洛侖茲力的方向均可由左手定則判定，只是洛侖茲力要注意帶電粒子的正負；
(2)磁感線的特點及其常見磁場的磁感線分布要掌握〔見圖及第二冊P144〕；(3)其它相關內容：地磁場/磁電式電表原理〔見第二冊P150〕/迴旋加速器〔見第二冊P156〕/磁性材料
十三、電磁感應
1.[感應電動勢的大小計算公式]
1)E＝nΔΦ/Δt（普適公式）｛法拉第電磁感應定律，E：感應電動勢(V)，n：感應線圈匝數，ΔΦ/Δt:磁通量的變化率｝
2)E＝BLV垂(切割磁感線運動) ｛L:有效長度(m)｝
3)Em＝nBSω（交流發電機最大的感應電動勢） ｛Em:感應電動勢峰值｝
4)E＝BL2ω/2（導體一端固定以ω旋轉切割） ｛ω:角速度(rad/s)，V:速度(m/s)｝
2.磁通量Φ＝BS {Φ:磁通量(Wb),B:勻強磁場的磁感應強度(T),S:正對面積(m2)}
3.感應電動勢的正負極可利用感應電流方向判定｛電源內部的電流方向：由負極流向正極｝
*4.自感電動勢E自＝nΔΦ/Δt＝LΔI/Δt｛L:自感系數(H)(線圈L有鐵芯比無鐵芯時要大)，ΔI:變化電流，�6�2t:所用時間，ΔI/Δt:自感電流變化率(變化的快慢)｝
註：(1)感應電流的方向可用楞次定律或右手定則判定，楞次定律應用要點〔見第二冊P173〕；(2)自感電流總是阻礙引起自感電動勢的電流的變化；(3)單位換算：1H＝103mH＝106μH。(4)其它相關內容：自感〔見第二冊P178〕/日光燈〔見第二冊P180〕。
十四、交變電流（正弦式交變電流）
1.電壓瞬時值e＝Emsinωt 電流瞬時值i＝Imsinωt；(ω＝2πf)
2.電動勢峰值Em＝nBSω＝2BLv 電流峰值(純電阻電路中)Im＝Em/R總
3.正(余)弦式交變電流有效值：E＝Em/21/2；U＝Um/21/2 ；I＝Im/21/2
4.理想變壓器原副線圈中的電壓與電流及功率關系
U1/U2＝n1/n2； I1/I2＝n2/n2； P入＝P出
5.在遠距離輸電中,採用高壓輸送電能可以減少電能在輸電線上的損失損�0�7＝(P/U)2R；（P損�0�7:輸電線上損失的功率，P:輸送電能的總功率，U:輸送電壓，R:輸電線電阻）〔見第二冊P198〕；
6.公式1、2、3、4中物理量及單位：ω:角頻率(rad/s)；t:時間(s)；n:線圈匝數；B:磁感強度(T)；
S:線圈的面積(m2)；U輸出)電壓(V)；I:電流強度(A)；P:功率(W)。