Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение зависимости магнитной индукции в средней точке на оси соленоида и тарировка датчика Холла.

1. Собрать схему, изображённую на рис. 4.5 и 4.6.

2. Поставить шток с датчиком Холла в среднее положение на оси соленоида (0 на шкале).

3. Включить источник питания и цифровой вольтметр в сеть 220 В. Измерить ЭДС Холла в центре соленоида для токов 0.5; 1.0; 1.5; 2.0 А, при этом из измеренного значения необходимо вычесть поправку , указанную в паспорте. Данные занести в табл. 4.1.

№ измерения	Ток соленоида , А	ЭДС датчика Холла ,В	Индукция В, Тл	Постоянная Холла , В*м/Тл*А

4. Вычислить индукцию магнитного поля для заданных значений силы тока по формулам (4.10) и (4.1); данные занести в таблицу

5. Вычислить значения постоянной Холла для каждого измерения по формуле (4.11); данные занести в таблицу. Найти среднее значение .

6. Построить графики зависимости и по данным таблицы 4.1.

Задание 2. Исследование зависимости индукции магнитного поля от координаты z, отсчитываемой от средней точки.

2. Перемещая шток с датчиком Холла вдоль оси соленоида с интервалом =1 см, измерить ЭДС Холла. Полученные данные занести в табл. 4.2.

… А Таблица 4.2

Положение датчика Z, мм	110	100	90	…
ЭДС датчика Холла, В
Индукция, Тл

3. Вычислить индукцию поля В для каждого положения датчика Холла по формуле (4.11). При расчёте использовать , полученное в задании 1. Данные занести в табл. 4.2.

4. Построить график зависимости по данным табл. 4.2.

5. Повторить измерения и расчёты по пл. 2-4 для нового значения (по заданию преподавателя).

6. Для одного из полученных значений В рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерения.

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон Био – Савара – Лапласа. Пользуясь этим законом, дайте вывод формулы для индукции магнитного поля на оси кругового витка с током.

2. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора В по контуру L/ Пользуясь этой теоремой, дайте вывод формулы для индукции магнитного поля бесконечного соленоида

1 Лабораторная работа №4.. Работа ФПЭ -05: Изучения взаимной индукции.

Цель работы – исследования явления индукции двух коаксиально расположенных катушек.

Ощие сведения

Рассмотрим два контура I и 2 расположенные на некотором расстоянии друг от друга (рис 5.1). Если по контуру I пропустить ток I1, то он создаст поток магнитной индукции через контур 2, который будет пропорционален току I1

(5.1)

Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом взаимной индукции контуров или взаимной индуктивностью контуров. Он зависит от формы и взаимного расположения контуров I и 2, а также от магнитных свойств окружающей среды. При изменении тока в первом контуре магнитный поток через второй контур изменятся, следовательно, в нём наводится ЭДС взаимной индукции:

(5.2)

Формула (5.2) справедлива в отсутствии ферромагнетиков.

Если поменять местами контуры I и 2 и провести все предыдущие рассуждения, то получим

(5.3)

Можно сказать что коэффициент взаимной индукции

(5.4)

ПРИБОРЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

PQ - звуковой генератор,

РО - электронный осциллограф, ФПЭ-О5 -модуль

L1 L2- две катушки индуктивности на одной оси;

Ш - шток со шкалой, показывающей взаимное расположение катушек L1 и L2

МЕТОД ИЗМЕРЕНИЯ

В данной работе изучается коэффициент взаимной индукции между длинной катушкой I и короткой катушкой 2, которая надевается на ка­тушку I и может перемещаться вдоль ее оси. Питание одной из катушек, например I, осуществляется от генератора звуковой частоты PQ, напряжение с которого

(5.5)

подается через сопротивление R. Вольтметр, расположенный на пане­ли PQ , измеряет действующие значения напряжения R. выбирается таким образом, чтобы выполнялось неравенство

(5.6)

где L1 - индуктивность катушки I; R1 - ее активное сопротивление. В этом случае ток, протекающий через катушку I, можно опреде­лить по формуле:

(5.7)

Переменный ток в катушке I создает переменную ЭДС взаимной ин­дукции в катушке 2:

(5.8)

Для измерения £_z используется осциллограф. Амплитуда ЭДС взаимной индукции

(5.9)

Где частота звукового генератора.

Из (5.9) имеем

Если поменять местами катушки I и 2, то можно измерить

(5.11)

Для подстановки катушек необходимо переключатели П1, и П2 пе­ребросать в противоположное положение (рис. 5.2).