ВОпросы. Исследование магнитного поля соленоида что такое магнитная индукция
 Скачать 233.82 Kb.
|
|
ЛР 27 Мальцев В.А. гр. 221001 ЛАБАРАТОРНАЯ РАБОТА №27 ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА Что такое магнитная индукция? Магнитная индукция – это вектор, модуль которого численно равен максимальной силе, действующей со стороны магнитного поля на единичный элемент тока. Единичный элемент тока - это проводник длиной 1 ми силой тока в нем 1 А. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора магнитной индукции и используйте ее для расчета внутри бесконечно длинного соленоида. Циркуляция вектора индукции магнитного поля  по замкнутому контуру равна алгебраической сумме всех токов, охватываемых контуром, умноженной на  . Например, циркуляция по контуру, охватывающему два равных по силе тока, текущих в противоположных направлениях, равна нулю. Знак тока  учитывается по общему правилу: если направление обхода контура  и направление тока связаны правилом правого винта, то знак положителен.При выводе формулы (1) надо учесть, что на двух участках контура (см. рис.1) угол между и  равен 90 и скалярное произведение  , а один участок проходит вне соленоида, где поле практически равно 0. Полный ток, охватываемый контуром, равен  , где  - число витков, приходящихся на длину  . 3. Получите формулу для определения магнитной индукции на оси соленоида конечной длины, применяя закон Био-Савара и принцип суперпозиции. Индукция магнитного поля , созданного длинным проводом произвольной конфигурации, по которому течет ток , равна векторной сумме индукций магнитных полей  , созданных каждым элементом длины  этого провода. Закон Био-Савара-Лапласа дает формулу: ,где  - элемент тока,  - радиус-вектор от этого элемента до точки, в которой находится магнитное поле. Как видно из формулы, поле перпендикулярно плоскости, в которой лежат радиус-вектор и элемент тока. Модуль индукции, создаваемой элементом тока, находится по формуле , где - угол между радиусом-вектором и элементом тока.4. В чем состоит явление электромагнитной индукции? Как используется это явление в данной работе? 5. Каким образом можно вдвое увеличить смещение зайчика в используемой установке, не увеличивая силы тока в соленоиде и не меняя параметров измерительной катушки? 6. Чему пропорционален угол отклонения светового зайчика в баллистическом гальванометре. Вывести рабочую формулу для индукции магнитного поля. 7. Используя теорему о циркуляции, найдите зависимость В=В(r) для тороидальной катушки с числом витков N. Предполагается, что катушка плотно, то есть виток к витку, намотана на немагнитный тороидальный сердечник. В такой катушке линии магнитной индукции замыкаются внутри катушки и представляют собой концентрические окружности. Они направлены так, что глядя вдоль них, мы увидели бы ток в витках, циркулирующим по часовой стрелке. Одна из линий индукции некоторого радиуса r1 ≤ r < r2 . Применим теорему о циркуляции к контуру L в виде окружности, совпадающей с линией индукции магнитного поля. Из соображений симметрии ясно, что модуль вектора одинаков вдоль всей этой линии. По теореме о циркуляции можно записать:
где N – полное число витков, а I – ток, текущий по виткам катушки. Следовательно,
|
