磁場(chǎng)發(fā)生裝置一般由勵(lì)磁電源、磁化裝置組成，通過(guò)勵(lì)磁電源對(duì)磁化裝置勵(lì)磁，可用于產(chǎn)生直流磁場(chǎng)、交變磁場(chǎng)、脈沖磁場(chǎng)等各類(lèi)型磁場(chǎng)。常見(jiàn)磁化裝置包括線(xiàn)圈類(lèi)（螺線(xiàn)管、亥姆霍茲線(xiàn)圈等，弱磁場(chǎng)）、電磁鐵（強(qiáng)磁場(chǎng)）等，下面就亥姆霍茲線(xiàn)圈做簡(jiǎn)要介紹。
亥姆霍茲線(xiàn)圈，以其發(fā)明者德國(guó)物理學(xué)家赫爾曼·馮·亥姆霍茲命名，是一種在科學(xué)研究和工程應(yīng)用中廣泛使用的電磁裝置，專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生均勻的磁場(chǎng)環(huán)境。這一獨(dú)特的裝置由兩個(gè)相同的圓形線(xiàn)圈構(gòu)成，如圖1，這兩個(gè)線(xiàn)圈被安置在同一軸線(xiàn)上，彼此平行且保持一定距離。當(dāng)兩個(gè)線(xiàn)圈中通過(guò)相同方向的電流時(shí)，它們共同產(chǎn)生的磁場(chǎng)在兩線(xiàn)圈中心連線(xiàn)的中點(diǎn)附近會(huì)形成一個(gè)高度均勻的磁場(chǎng)區(qū)域，如圖2。為了獲得最佳的磁場(chǎng)均勻性，理論上來(lái)講，線(xiàn)圈之間的距離應(yīng)該設(shè)定為等于線(xiàn)圈的半徑，如圖3。
圖1
圖2
圖3
亥姆霍茲線(xiàn)圈的一個(gè)顯著特點(diǎn)是其開(kāi)放式的結(jié)構(gòu)，如圖4（三維方形亥姆霍茲線(xiàn)圈），這使得實(shí)驗(yàn)者能夠方便地將樣品或檢測(cè)設(shè)備置于線(xiàn)圈內(nèi)部，而不會(huì)受到線(xiàn)圈本身物理結(jié)構(gòu)的阻礙。這種設(shè)計(jì)對(duì)于需要在特定磁場(chǎng)環(huán)境下進(jìn)行觀察或測(cè)量的實(shí)驗(yàn)尤為重要，比如在生物磁場(chǎng)研究、材料的磁性測(cè)試、電子學(xué)實(shí)驗(yàn)、甚至是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的核磁共振成像技術(shù)中都有應(yīng)用。
圖4 三維方形亥姆霍茲線(xiàn)圈
在實(shí)際應(yīng)用中，亥姆霍茲線(xiàn)圈的電流可以通過(guò)外部電源精確控制，如圖5，從而調(diào)節(jié)產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度。由于磁場(chǎng)強(qiáng)度與通過(guò)線(xiàn)圈的電流成正比，這種關(guān)系的線(xiàn)性度非常高，使得亥姆霍茲線(xiàn)圈成為一種精確可調(diào)的磁場(chǎng)源。此外，根據(jù)需要，亥姆霍茲線(xiàn)圈還可以設(shè)計(jì)成一維、二維或三維的配置，分別用于生成單軸、平面或立體的均勻磁場(chǎng)，滿(mǎn)足不同實(shí)驗(yàn)條件的要求。湖南省聯(lián)眾磁學(xué)儀器有限公司可定制各種規(guī)格類(lèi)型的亥姆霍茲線(xiàn)圈，及磁場(chǎng)發(fā)生測(cè)量系統(tǒng)，如圖5。
圖5 精密恒流電源
圖5 MFGMS-3D三維磁場(chǎng)發(fā)生測(cè)量系統(tǒng)
在科學(xué)研究和教育領(lǐng)域，亥姆霍茲線(xiàn)圈常用于演示電磁學(xué)原理，進(jìn)行磁場(chǎng)測(cè)量校準(zhǔn)，以及探索物質(zhì)在磁場(chǎng)中的行為。例如，在磁性材料的研究中，通過(guò)亥姆霍茲線(xiàn)圈可以測(cè)量材料的磁化特性，如剩磁和矯頑力。在醫(yī)療設(shè)備的開(kāi)發(fā)和維護(hù)中，它也被用來(lái)測(cè)試和校準(zhǔn)磁共振成像設(shè)備的磁場(chǎng)均勻性，確保圖像質(zhì)量的準(zhǔn)確性。
綜上所述，亥姆霍茲線(xiàn)圈憑借其產(chǎn)生的均勻磁場(chǎng)特性、開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)以及易于調(diào)控的電流-磁場(chǎng)關(guān)系，成為了多個(gè)科學(xué)與工程領(lǐng)域不可或缺的工具，不僅促進(jìn)了基礎(chǔ)科學(xué)研究的進(jìn)步，也為技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新提供了重要支撐。
聯(lián)眾磁學(xué)自研相關(guān)產(chǎn)品： MFGMS-3D三維磁場(chǎng)發(fā)生測(cè)量系統(tǒng)
