Устройство соленоидального типа для создания однородного магнитного поля

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (дц 4 Н 01 F 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ"

Н А ВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° 4d 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3905970/24-07 (22) 05.06.85 (46) 07.12.86. Бюл. И- 45 (71) Ленинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. А.А.Жданова (72) 10,В.Молчанов и Н.А.Бажанов (53) 621. 318. 371 (088. 8) (56) Монтгомери Д.Б. Получение сильных магнитных полей с помощью соленоидов. М.: NHP, 1971, с.257-301.

Авторское свидетельство СССР и 778563, кл. Н 01 F 5/00,26.06.79. (54) УСТРОЙСТВО СОЛЕНОИДАЛЬНОГО ТИПА

ДЛЯ СОЗДАНИЯ ОДНОРОДНОГО МАГНИТНОГО

ПОЛЯ (57) Изобретение относится к технической физике, а именно к аппаратуре для создания магнитных полей без ферромагнитонровода . Цель изобретения ! состоит в повышении однородности магнитного поля в заданном рабочем объеме. Устройство содержит каркас 1, выполненный в виде тела вращения на ос„„Su„„ ?5556 А 1 нове эллипса с усеченными вершинами и обеспечивающий необходимую форму и жесткость поверхности, на которую равномерно намотана обмотка 2. По оси каркаса выполнено цилиндрическое отверстие 3, являющееся рабочим объемом устройства. При протекании электрического тока по обмотке 2 во внутренней области устройства в цилиндрическом отверстии 3 вследствие заданной наружной поверхности каркаса 1 создается магнитное поле высокой однородности. Повышенная однородность поля обеспечивается качественной компенсацией снижения уровня магнитного поля

C при удалении от центра соленоида бла- ж годаря уменьшению площади витков обмотки. Для компенсации указанной неоднородности поля средняя линия осевого сечения обмотки представляет собой кривую, описываемую уравнением у = Ъ 1 — х2/a + с,„(x) +. с х1 где х, у — текущие координаты; а, Ъ вЂ” по- ф н луоси эллипса сечения; с,, с — коэффициенты коррекции. 1 ил. 4

1275556

y = b

Х.

y = b 1 — — - + с (х)

2 1

+сх

Составитель И.Якимец

Редактор Л.Гратилло Техред В Кадар

Корректор А.Ильин

Заказ 6571/47 Тираж 643 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãoðoä, ул.Проектная,4 .1

Изобретение относится к области .технической физики, конкретнее к аппаратуре для создания магнитных полей без ферромагнитопровода, и может быть использовано в установках физического эксперимента при получении магнитного поля высокой однородности в большом рабочем объеме.

Цель изобретения — повышение однородности магнитного поля в заданном рабочем объеме.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство содержит каркас 1, выполненный в виде эллипсоида вращения с усеченными вершинами и обеспечивающий необходимую форму и жесткость поверхности, на которую равномерно намотана обмотка 2. По оси каркаса выполнено цилиндрическое отверстие

3, являющееся рабочим объемом устройства.

Устройство работает следующим образом.

При протекании электрического тока по обмотке 2 во внутренней области устройства — цилиндрическом отверстии 3, вследствие заданной наружной поверхности каркаса 1 создается магнитное поле высокой однородности.

Повышенная однородность поля.обеспечивается качественной компенсацией снижения уровня магнитного поля при удалении от центра соленоида благодаря уменьшению площади витков обмотки.

Усечение соленоида вызывает определенное снижение уровня магнитного поля при приближении к открытым концам каркаса 1 и приводит к возникновению заметной неоднородности. Для компенсации указанной неоднородности поля средняя линия осевого сечения обмотки представляет собой кривую, описываемую уравнением где у,х — текущие координаты;

a,b — полуоси эллипса сечения; с,с — коэффициенты коррекции.

Введение в уравнение эллипса, характеризующее изменение средней линии осевого сечения обмотки, коэффи.. циентов коррекции вызывает более крутое уменьшение площади витков при приближении к концам соленоида, 1б что способствует повышению однородности магнитного поля в рабочем объеме — цилиндрического отверстия 3.

Подбор величин полуосей соленоида и коэффициентов коррекции проводится расчетным путем на основе заданных значений однородности магнитного поля и величины рабочего объема соленоида. В,частности, при усечении соленоида до 0,8 длины большой полу2О оси коэффициенты коррекции с„=0,03; с = 0,00466 обеспечивают практическую однородность поля лучше, чем 10 в рабочем объеме с радиусом, равным

0,25 радиуса соленоида.

Формула изобретения

Устройство соленоидального типа для создания однородного магнитного поля, содержащее каркас с осевым отверстием и обмоткой, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения однородности магнитного поля в заданном рабочем объеме, каркас выполнен в виде тела вращения на основе эллипса с усеченными вершинами .и цилиндрическим о.евым отверстием, обмотка равномерно распределена по внешней поверхности каркаса, причем средняя линия осевого сечения обмотки представляет собой кривую, описываемую уравнением

g$ где у, х — текущие координаты; а,Ь вЂ” полуоси эллипса сечения; с,с — коэффициенты коррекции.