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yqfan

铁虫 (小有名气)

[求助] 求助一个关于计算磁阻的定积分

磁阻:就是磁通通过磁路时所受到的阻碍作用,用Rm表示。磁路中磁阻的大小与磁路的长度l成正比,与磁路的横截面积S成反比,并与组成磁路的材料性质有关,且Rm=l/(μS)。
μ为磁导率,单位H/m,长度l和截面积S的单位分别为m和㎡。因此,磁阻Rm的单位为1/亨(H-1)。由于磁导率 μ不是常数,所以Rm也不是常数。
现要计算一个球形磁性颗粒的磁阻,假设μ已知,球形磁性颗粒的半径为a。
将磁性颗粒看成由半个圆x=√(a^2-y^2 )及y轴围成的图形绕y轴旋转一周而成的球体。取y为积分变量,它的变化区间为[-a,a],旋转椭球体中相应于[-a,a]上任一小区间[x,x+dx]的薄片的高为dx,横截面积近似为πx^2=π(a^2-y^2),则单个磁性颗粒的磁阻可视为多个薄片的磁阻的串联
R_m=∫_(-a)^a▒〖1/μ  dy/π(a^2-y^2 ) 〗=1/2aμπ ln|(a+y)/(a-y)|_(-a)^a=?
0的自然对数是不存在的,中间是否思路或者计算过程错了?请求高手解,感谢之至。
求助一个关于计算磁阻的定积分
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feixiaolin

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【答案】应助回帖

★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
感谢参与,应助指数 +1
yqfan: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢!你的方案可以一试,但是正六边形旋转形成的磁阻其长度l和横截面积s怎么计算?能否更详细说明。另外我一直想不通我的原来想法为什么计算不出结果 2013-10-05 21:22:06
建议:
取序列的极限。
条件,球半径a不变。显然,球的某一剖面为半径为a的圆周。
设想该圆内接一个正六边形、外切一个正六边形;则球的磁阻约等于两个正六边形旋转形成磁阻的平均,此时,n=6.
以此类推,取n=12,18, 24,……,球的磁阻均约等于两个正6n边形旋转形成磁阻的平均.
最后,对平均磁阻序列求极限,即得。
2楼2013-10-05 17:24:09
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feixiaolin

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引用回帖:
2楼: Originally posted by feixiaolin at 2013-10-05 17:24:09
建议:
取序列的极限。
条件,球半径a不变。显然,球的某一剖面为半径为a的圆周。
设想该圆内接一个正六边形、外切一个正六边形;则球的磁阻约等于两个正六边形旋转形成磁阻的平均,此时,n=6.
以此类推,取n=1 ...

你原来的积分中对数出不来,只好出此下策。
这样一来,可以避免对数出不来的情形;旋转轴从正多边形对边中点穿过,也是分片串联【其他的与你的思路相同】。
3楼2013-10-05 21:33:55
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yqfan

铁虫 (小有名气)

引用回帖:
3楼: Originally posted by feixiaolin at 2013-10-05 21:33:55
你原来的积分中对数出不来,只好出此下策。
这样一来,可以避免对数出不来的情形;旋转轴从正多边形对边中点穿过,也是分片串联【其他的与你的思路相同】。...

谢谢,我正在用你的想法尝试计算,N取很大时和我的积分思路基本相同。但是对数出不来的问题希望能得到物理或数学上的解释
4楼2013-10-05 23:43:31
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neusxw

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【答案】应助回帖

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yqfan: 金币+10, ★★★很有帮助, 谢谢,解释很清楚 2013-10-06 18:25:32
积分中有两个奇异点,分别是a和-a,对应的广义积分都是无穷,所以这个积分是不存在的。你算的没错,如果说物理意义的话就是:对于完美的球体来说,南北极横截面积为0,对应的磁阻是无穷,和数值有限的磁导体串联自然还是无穷

[ 发自小木虫客户端 ]
认识你自己
5楼2013-10-06 18:15:18
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