Отчёт о работе
Работу выполнил:
|
фамилия
|
Федоренко
|
имя
|
Дмитрий
|
отчество
|
Вадимович
|
группа
|
8Е11
|
Краткое теоретическое содержание работы
Индукция магнитного поля —
|
векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, а именно характеристикой его действия на движущиеся заряженные частицы и на обладающие магнитным моментом тела.
|
Метод измерения индукции магнитного поля заключается в ...
|
Измерении ЭДС в катушки с известным числом витков, вносимой в магнитное поле
|
Схема установки
Обозначения:
|
1 —
|
Прямоугольный контур
|
2 —
|
Круговой контур
|
3 —
|
Отрезок проводника
|
4 —
|
Гнёзда
|
5 —
|
Штепсельная вилка
|
А —
|
Амперметр
|
V —
|
Вольтметр
|
Тр —
|
Трансформатор
|
Расчётные формулы
1. При измерениях:
|
B =
|
Ei*sqrt(2)/(N*w*S)
|
где
|
ε —
|
Действующее значение ЭДС
|
N —
|
Число витков в катушке
|
S —
|
Площадь витка
|
ω —
|
Частота переменного тока
|
2. Для вычисления значений индукции магнитного поля в прямоугольном контуре и от отрезка прямого тока применяется формула:
|
B =
|
(u0 * I)/(4pi*a)*(cosф1 – cosф2)
|
где
|
μ0 —
|
Магнитная постоянная
|
I —
|
Сила тока
|
φ1 —
|
Внутренний угол
|
φ2 —
|
Внешний угол
|
a —
|
Расстояние от проводника до точки
|
3. Для вычисления значений индукции магнитного поля в центре кругового контура применяется формула:
|
B =
|
U0*I/(2R)
|
где
|
μ0 —
|
Магнитная постоянная
|
I —
|
Сила тока
|
R —
|
Сопротивление
|
Результаты измерений
1. Для прямоугольного контура
Таблица 1
r1 (см)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
9
|
10
|
11
|
12
|
ε (В)
|
47,1*10-3
|
47,8*10-3
|
56,8*10-3
|
108,110-3
|
53,3*10-3
|
20,7*10-3
|
10,7*10-3
|
|
|
|
|
B (Тл)
|
1,37*10-3
|
1,39*10-3
|
1,42*10-3
|
3,1*10-3
|
1,55*10-3
|
0,6*10-3
|
0,3*10-3
|
|
|
|
|
Таблица 2
r2 (см)
|
1
|
2
|
3
|
5
|
6
|
7
|
ε (В)
|
52,9*10-3
|
65,2*10-3
|
112,7*10-3
|
67,1*10-3
|
29,6*10-3
|
17*10-3
|
B (Тл)
|
1,53*10-3
|
1,9*10-3
|
3,3*10-3
|
1,95*10-3
|
0,86*10-3
|
0,49*10-3
|
2. Для кругового контура
Таблица 3
r (см)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
6
|
7
|
8
|
9
|
10
|
ε (В)
|
49,3*10-3
|
54,3*10-3
|
66,5*10-3
|
104,1*10-3
|
50,5*10-3
|
|
|
|
|
B (Тл)
|
1,43*10-3
|
1,56*10-3
|
1,93*10-3
|
3*10-3
|
1,46*10-3
|
|
|
|
|
3. Для отрезка прямого тока
Таблица 4
r (см)
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
ε (В)
|
4,3
|
6,3
|
9,3
|
13,8
|
22,8
|
48,1
|
B (Тл)
|
0,12*10-3
|
0,18*10-3
|
0,27*10-3
|
0,4*10-3
|
0,66*10-3
|
1,3*10-3
|
Обработка результатов
1. Графические зависимости
B = f(r1) (по данным таблицы 1)
B = f(r2) (по данным таблицы 2)
B = f(r) (по данным таблицы 3)
B = f(r) (по данным таблицы 4)
2. Сравните экспериментальные данные с расчётными:
Прямоугольный контур
|
Экспериментальное значение B
в центре контура
|
Расчётное значение B
в центре контура
|
(50,5*10^-3*√(2))/(4000*2*3,14*50*3,14*(0,007/2)^2) = 0,00147 Тл
|
(4*pi*10^-7*87,5*1))/(2*pi*0,04) = 0,0004 Тл
|
Круговой контур
|
Экспериментальное значение B
в центре контура
|
Расчётное значение B
в центре контура
|
Ei*sqrt(2)/(N*w*S) = (48,8*10^-3*√(2))/(4000*2*3,14*50*3,14*(0,007/2)^2) = 1,4 *10-3Тл
|
3,5*22*(4*pi)*10^-7/(2*0,05) = 1*10-3
|
Отрезок прямого тока
|
Расстояние от катушки
до проводника (см)
|
Экспериментальное
значение B
|
Расчётное
значение B
|
1
|
1.3*10-3 Тл
|
1.1*10-3 Тл
|
2
|
0.66*10-3 Тл
|
0.54*10-3 Тл
|
3
|
0.4*10-3 Тл
|
0.35*10-3 Тл
|
4
|
0.27*10-3 Тл
|
0.25*10-3 Тл
|
5
|
0.18*10-3 Тл
|
0.19*10-3 Тл
|
6
|
0.12*10-3 м
|
0.15*10-3 Тл
|
3. Оцените погрешность измерений в зависимости от класса точности приборов
ΔI =
|
0,025 А
|
Δε =
|
0,0025 В
|
Выводы
В ходе выполнения работы изучили распределение магнитного поля, образованного прямыми и круговыми токами, построили графики зависимости индукции магнитного поля от расстояния/радиуса, также рассчитали значение индукции магнитного поля и сравнили расчётные данные с экспериментальными.
Были сравнены экспериментальные и теоретические значения B для различных контуров: 0,00147 Тл и 0,0004 Тл для прямоугольного (отклонение ), 0,0014 Тл и 0,001 Тл для кругового, для отрезка прямого тока данные приведены в соответствующей таблицы.
Была обнаружена прямая зависимость расстояния и значения вектора магнитной индукции, то есть по мере приближения к источнику магнитной индукции, то есть проводнику с электрическим током, значение B начинает расти, пока не уходит в бесконечность непосредственно над проводником с током.
| |
Скачать 253.5 Kb.
