亥姆霍兹线圈

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亥姆霍兹线圈

亥姆霍兹线圈(Helmholtzcoil)是一种制造小范围区域均匀磁场的器件。由于亥姆霍兹线圈具有开敞性质,很容易地可以将其它仪器置入或移出,也可以直接做视觉观察,所以,是物理实验常使用的器件。因德国物理学者赫尔曼·冯·亥姆霍兹而命名。

亥姆霍兹线圈是由一对完全相同的圆形导体线圈组成。当两个线圈之间的中心距离与线圈半径相等的时候,可以使得在两个线圈中心位置O(即原点)的磁场,其不均匀程度极小化。在某些应用中,亥姆霍兹线圈可以用来抵消地磁场,制造出接近零磁场的区域。

一般来说亥姆霍兹线圈的磁场强度为一高斯到一百高斯,特殊情况下可定制到几百高斯。这是由于亥姆霍兹线圈的目的并不是为了获取高磁场,而是为了得到较大的操作空间和较高的磁场均匀度。

亥姆霍兹线圈有一维、二维、三维之分,可以根据实际需求选择。对于三维亥姆霍兹线圈来说,从最里边一维,到最外边一维,线圈产生的磁场强度依次递减,这是线圈内径逐渐增大的缘故。如果需要较高磁场的亥姆霍兹线圈,就需要进行特殊定制。增加线圈匝数、提升电源功率、采用水冷等方法,可以获得较高的磁场,具体参数还需要通过磁场仿真设计来确定。

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