亥姆霍兹线圈 Helmholtz coil

亥姆霍兹线圈 Helmholtz coil

亥姆霍兹线圈（Helmholtz coil）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。采用直角坐标系，这两个半径为R的圆形线圈的中心轴都与z-轴同轴。两个圆形线圈的z-坐标分别为h/2与-h/2。每一个导体线圈载有同向电流。

设定h=R可以使得在两个线圈中心位置○（即原点）的磁场，其不均匀程度极小化。这动作促使，也意味着领先的非零微分项目是，稍后会对这论点做更详细解释。但是，这样做仍旧会在线圈平面跟z-轴相交处与○点之间遗留大约7%磁场数值的差别。

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。

关于在空间任意位置的精确磁场计算，需要应用到贝索函数或椭圆函数与其相关技巧。沿着线圈的中心轴（z-轴），涉及到的计算比较简单，可以应用泰勒展开，将磁场展开为Z的幂级数。采用直角坐标系，以亥姆霍兹线圈的中心位置为z-轴的原点○。由于对于xy-平面的对称性，奇数幂项目必等于零。经过调整两个线圈之间的距离h，可以使得O点成为拐点，则可以保证Z2级项目为零，因此领先不均匀项目是Z4级项目。

在中心位置O点，磁场为

其中，    是磁常数。

应用：

用亥姆霍兹线圈可以产生极微弱的磁场直至数百Gs的磁场；该线圈，均匀区体积大，使用空间开阔，操作简便。可实现一维、二维、三维组合磁场，可提供交、直流磁场，电流与磁场有很好的线性关系。适用于各研究所，高等院校及企业做物质磁性或检测实验，应用于材料、电子、生物、医疗、航空航天、化学、应用物理等各个学科，其主要用途：产生标准磁场；地球磁场的抵消与补偿、地磁环境模拟、磁屏蔽效果的判定、电磁干扰模拟实验、霍尔探头和各种磁强计的定标、生物磁场的研究及物质磁特性的研究。

亥姆霍兹线圈的应用领域

● 地球磁场的抵消与补偿

● 地磁环境模拟

● 磁屏蔽效果判定

● 电磁干扰模拟实验

● 生物磁场的额研究一物质磁特性的研究

● 产生标准磁场

亥姆霍兹线圈使用分类

● 配合磁通计使用测量材料磁通量；

● 可根据需求制作水冷型亥姆霍兹线圈：磁场值可上千高斯数量级，满足客户需求；

● 可定制一维、二维、三维方形亥姆霍兹线圈，一般用来产生指定均匀区体积比较大、均匀度比较高， 磁场值在几个Gs至几十Gs数量级的磁场。

选型：

北京锦正茂科技有限公司在亥姆霍兹线圈磁场发生方面，走在国际同行前列。目前相继开发设计出：圆形、方形、一维、二维和三维亥姆霍兹线圈，用户在选择亥姆霍兹线圈时，请根据实验需要提供磁场强度、均匀区范围以及均匀度需求，可以在最短时间内为用户提供详细的设计方式和配套电源的选型。