Способ моделирования магнитного поля

О П И С А Н И Е 193104

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт, свидетельства №

Заявлено 05.VII.1965 (№ 1015947/26-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 02.III.1967. Бюллетень № 6

Дата опубликования описания 22Х.67

1(л. 42d, 10

МПЕ(С 0!d

УДЕ(681.! 42(088.8) Номитет по делан иаобрвтеиий и открытий при Совете Мииистров

СССР

Е::/ .ТЕ:.:::., ." 1 Е:;. г1!1

БГЕ: 110.", Автор изобретения

Г. А. Рязанов

Ленинградский институт водного транспорта

Заявитель

СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ составляющая испытывает а ее касательная скачок (6) divB=0, (2) 2

1 г 1

1В" " = 3. !1, /1,2: тЛ 1/—

В1п =0, (3) 30

Известные способы моделирования магнитного поля с применением поверхностного эффекта и электролитической ванны сложны и не охватывают всего круга задач.

Предложенный способ отличается от известных простотой, не требует теоретических выкладок и применим для построения внутри произвольной области магнитного поля любой заданной конфигурации или компенсирующей внутри нее заданное внешнее магнитное поле.

Сущн|ость предлагаемого спосооа заключается в следующем.

В неоднородном магнитном поле проводится произвольная замкнутая .поверхность 5.

В, и В, — значения магнитной индукции вне и внутри ограниченной ею области. Допустим, что удалось осуществить на поверхности S такое распределение тока (сосредоточенного в тонком проводящем слое), при котором поле внутри нее будет полность|о компенсировано:

В.,=О. (1) Тогда в силу основного свойства магнитного поля, выражаемого уравнением нормальная составляющая магнитной индукции на этой поверхности равна нулю (п В,) — (n Ве) = р,7, (4) где n — единичный вектор, направленный в сторону внешней нормали, 7 — поверхностна-; плотность тока, а р — магнитная проницаемость среды, или, учитывая формулу (1), (пВ,)= pi. (5)

Если на поверхности S провести произвольную кривую, выбрав ее направление и направление нормали к ней (касательной к поверхности S) так, чтобы соответствующие единичные векторы 7, Л и и составляли правовинтовую систему, то соотношение (5) перепишется в следующем виде:

1 . 1

4 = — Вы, ii — — — Вт .

Выражение для линейного потока вектора

В, через участок этой кривой, соединяющий две произвольные точки 1 и 2 (эта .величина равна силе тока, проходящего через соответ25 ствующее поперечное сечение проводящего слоя /<,z), с учетом соотношения (6) примет вид

М31д4

Предмет изобретения

Составитель Л. Б. Дмитриева

Редактор Л. А. Утехина Техред А. А. Камышникова Корректоры: Н. Н. Самыгииа и Г. E. Опарина

Заказ 1077/19 Тираск 535 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 где (— потенциал магнитного поля на,внешней стороне поверхности S.

Из соотношения (7) следует, что при компенсации магнитного поля внутри поверхности S распределение поверхностного тока и распределение потенциала внешнего магнитного поля взаимно определяют друг друга, Магнитные изопотенциальные линии на поверхности S совпадают с линиями тока и, если их провести с постоянным интервалом потенциала Л (, они разобьют проводящий слой на трубки равного тока. По распределению потенциала на поверхности S можно найти распределение тока, компенсирующего внутри этой поверхности внешнее магнитное поле.

Известно, что переменное магнитное поле ультразвуковой частоты проникает в проводник с выоокой проводимостью на очень малую глубину, вследствие чего на поверхности проводника практически выполняется граничное условие (3). Это явление (поверхностный эффект) можно рассматривать, как результат наложения на внешнее неискаженное магнитное поле, связанное с внешними источниками, магнитного поля вихревых токов, возникающих в тонком поверхностном слое проводника. Распределение этих токов автоматически устанавливается таким, что их магнитное поле полностью,компенсирует в проводнике внешнее поле, независимо от конфигурации этого поля и формы самого проводника.

Способ осуществляют следующим образом.

Полый проводник, геометрически подобный рассматриваемой области, помещают в переменное магнитное поле ультразвуковой частоты заданной конфигурации, определяют экспериментально изопотенциальные линии с равным интервалом потенциала, затем на диэлектрическом каркасе, повторяющем конфигурацию полого проводника, прокладывают витки обмотки и пропускают по ней переменный ток.

Для определения величины Л (находят на поверхности проводника минимальное и мйк. симальное з|начения магнитного потенциала

Е> и Е и делят их разность на четное число k:

-.г — 1 (8) и

Замена непрерывного распределения вихревых токов дискретным сказывается только в непосредственной близости от проводов. Поскольку. на участках с меньшей плотностью

10 тока изопотенциальные линии, построенные с постоянным интервалом потенциала, проходят реже, то здесь необходимо провести промежуточные линии с интервалом потенциала AP: л11= .л5 (9) где т — любое целое число. При этом вдоль вспомогательных изолиний выкладывают по одному витку, а по линиям, отстоящим друг от друга,на основной интервал потенциала по

20 и витков, соединяют все .витки последовательно бифилярным проводом. Этот прием позволяет осуществить более равномерную обмотку и уменьшить влияние ее дискретности.

Способ может быть осуществлен также в

25 глубокой электролитической ванне.

Способ моделирования магнитного поля

З0 внутри некоторой области путем помещения полого проводника, геометрически, подобного рассматриваемой области, в переменное магнитное поле, являющееся физической моделью заданного поля, отличающийся тем, что, с целью упрощения моделирования поля любой заданной конфигурации внутри произвольной области, экспериментально определяют на поверхности области изопотенциальные линии с равным интервалом потенциала и на диэлек40 трическом каркасе прокладывают по найденIbIM линиям витки обмогки с последующим пропусканием по ней тока.