亥姆霍茲線圈由兩個*全相同的圓形線圈構(gòu)成,兩線圈共軸放置且平面相互平行,其間距等于線圈半徑(即d=R)。當兩線圈通入方向相同的電流時,可在兩線圈間特定區(qū)域產(chǎn)生近似均勻的磁場。

其核心設計圍繞“產(chǎn)生均勻磁場"展開,需滿足三類關鍵條件:
?線圈參數(shù)對稱性?:兩個線圈的半徑、匝數(shù)、導線粗細及材料*全一致,以此確保產(chǎn)生的磁場強度相等;
?幾何位置關系?:兩線圈中心軸重合、平面平行,且中心間距等于線圈半徑(d=R),這種布局能讓兩線圈中心連線中點附近的磁場非均勻度降至*低,形成近似均勻的磁場區(qū)域;
?電流條件?:兩線圈通入大小相等、方向相同的電流,保證磁場矢量疊加后方向一致,從而增強均勻區(qū)域的磁場強度。
亥姆霍茲線圈的均勻磁場區(qū)域通常位于兩線圈中心連線的中點附近,長度約為線圈半徑的1331到1221。實際應用中,可通過增加線圈匝數(shù)、增大電流或優(yōu)化線圈間距(如調(diào)整為d=0.75R)進一步提升磁場均勻度。