直线与圆线圈电流的磁力线分布及其计算

本文档主要探讨了两种类型的电流在空间产生的磁场分布，即无限长直线电流和圆线圈电流的磁力线。首先，对于无限长直线电流，电流I被设定为1安培，沿着垂直于纸面的z轴正方向。磁场的磁感应强度B与距离r成反比，由公式B = μ₀ * I / (2 * π * r)给出，其中μ₀是真空中的磁导率。磁力线的密度反映了磁场的强度，箭头的方向指示磁场方向，密集区域表示磁场较强。作者通过Matlab函数`functionB_line`展示了从r=0.01m到r=0.1m范围内的磁场分布，使用`quiver`函数生成了二维磁力线图，并通过`cal_R`函数计算了等间距磁场对应的r值。 圆线圈电流部分更加复杂，假设电流I为1安培，圆环半径R为0.1米。在圆柱坐标系中，磁感应强度Bx, By, Bz的计算涉及到对角线元素的积分，其中y被设定为零，而r²等于x²加上z²。由于涉及三维空间，作者没有提供具体的公式，但提到使用Matlab的`integral`函数进行了数值积分。此外，文献《圆电流磁感线的分布及磁感应强度的函数表达式》由张星辉提供，他通过矢量位A来计算磁感应强度B，并给出了径向和z方向的分量，这部分可能包含详细的数学表达式和分析。 这个文档详细地介绍了如何通过数学模型和Matlab工具来模拟和理解这两种电流产生的磁场分布，对于学习电磁学和应用计算方法的学生或工程师来说，这是一个很好的实例和参考。