Kibble 线圈上磁力与力矩的计算
仪器与探测器
2022-09-20 v2 经典物理
摘要
解析地计算磁场磁通密度中线圈所受的力与力矩有两种方法。可沿线圈导线进行线积分，累加微分力贡献。对每个微分线段，力由其与磁通密度的叉积获得。或者，线圈在磁场中的能量为电流乘以穿过线圈的磁通。因此，能量通过对线圈开放曲面进行面积分得到。此处，在积分号下执行微分面元与磁通密度的点积。然后可由能量对相应坐标的负导数得到力与力矩。对于基于磁轭的 Kibble 天平，后一种方法简单得多，因为大部分磁通包含在磁体的内磁轭中，可写为简单方程。此处，我们使用该方法给出求解基于磁轭磁体系统中线圈所受力矩与力的简单方程及其结果。我们进一步引入一种简单方法，可从三次测量计算线圈与磁体之间的位置和取向差异。
引用
@article{arxiv.2208.12249,
title = {Calculation of magnetic forces and torques on the Kibble coil},
author = {Stephan Schlamminger and Lorenz Keck and Frank Seifert and Leon S. Chao and Darine Haddad and Shisong Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.12249},
year = {2022}
}
备注
16 pages, 15 figures, accepted for publication by Metrologia