根据安培定理,一圆柱形导体内的磁场强度由电流密度和导体形状决定。在这种情况下,由于导体是横截面积恒定的圆柱体,因此可以使用比例示意图来表示电流密度和磁场强度之间的关系。
首先计算一圆柱导体内部的磁场强度,根据毕奥-萨伐尔定律,得到公式:
B = μ0 * I / (2 * π * r)
其中,μ0是真空中的磁导率,约为4π×10-7H/m,I为电流强度,r为距导体中心的半径。
当r=2.5cm时,B = 7.96×10-3T;当r=5cm时,B = 3.98×10-3T;当r=20cm时,B = 9.95×10-4T;当r=50cm时,B = 3.98×10-4T。
接下来绘制比例示意图,将距离(半径)和磁场强度分别标在图中:
![圆柱导体磁场强度示意图](
https://i.imgur.com/yD3COxP.png)
通过图示法表示出体内、外和表面磁场强度的变化:
- 当距离导体中心较近时,磁场强度较高,随着距离的增加会逐渐减小,但在导体内部始终保持一个相对高的水平;
- 当距离导体较远时,磁场强度非常小,趋近于零;
- 在导体表面处,磁场强度将取导体内磁场强度的一半,即与导体中心相等距离处的磁场强度相同。