3_24 измерения. Лабораторная работа 3 24 измерение магнитной индукции постоянного магнита цель работы
 Скачать 95 Kb.
|
|
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3_24 ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ ПОСТОЯННОГО МАГНИТА Цель работы: измерить магнитную индукцию постоянного магнита, снять зависимость магнитной индукции от напряженности. Приборы и принадлежности: постоянный магнит, амперметр постоянного тока, реостат, разновесы, ключ, масштабная линейка. КраткаЯ теориЯ Поместим в магнитное поле образец из ферромагнетика (сердечник трансформатора). Если сделать поперечную (относительно поля) узкую щель в сердечнике, то индукция в щели будет такой же, как и внутри сердечника, так как практически все магнитные линии будут замыкаться через щель. Чем уже щель, тем меньше рассеивание магнитных линий и тем меньше ошибка в определении магнитной индукции сердечника. Таким образом, измеряя индукцию в щели, можно определить индукцию ферромагнетика. Индукцию в щели можно определить по силе Ампера, действующей на проводник с током, помещенный в эту щель. В зазоре между полюсами электромагнита N и S помещен проводник длиною l, являющийся стороной рамки, по которой идет ток I2. На этот проводник с током действует сила Ампера FA, которая при соответствующем направлении тока в рамке стремится вытолкнуть проводник из зазора. Момент силы Ампера может быть уравновешен моментом силы тяжести Р дополнительного груза М, подвешенного в точке К (рис. 1). При достижении равновесия силу Ампера можно определить из соотношения:  .Но  .Отсюда:   .Измеряя индукцию в зазоре при разных значениях тока в электромагните, можно установить зависимость между индукцией ферромагнетика и напряженностью внешнего магнитного поля, создаваемого током I1 в обмотке электромагнита. Ход работы При помощи балансира уравновесить подвижную систему без токов. Замкнуть цепь рамки и установить (реоcтатом R2) произвольный ток I2. Замкнуть цепь электромагнита и с помощью реостата R1 установить небольшой ток I1 (0.3-0.5 А). Если нужно изменить направление тока в рамке, чтобы рамка выталкивалась из зазора вверх (переключатель SA2 установить в другое положение). Нагрузить чашку весов разновесами и подобрать величину тока в рамке так, чтобы система вновь пришла в равновесие. При этом вес разновесов дает возможность вычислить силу Ампера. Измерить дополнительный груз P на чашке весов и вновь подобрать величину тока I2 в рамке, добиваясь равновесия (необходимо следить за постоянством тока I1 в цепи электромагнита). Пункт 6 повторить еще 2-3 раза. Увеличить ток I1 в обмотке электромагнита и повторить измерения пп. 5-7. Повторить пункт 8 для других токов в обмотке электромагнита (еще 5-6 значений). Каждое последующее значение I1 должно быть больше предыдущего: до окончания работы нельзя уменьшать ток в цепи электромагнита. Найти среднее значение магнитной индукции, соответствующие токам I1. Построить график B=f(I1). Рассчитать магнитный поток и построить график Ф=f(I1). Таблица 1
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ Что такое напряженность и индукция магнитного поля? Сформулируйте закон Ампера. Как определить направление силы Ампера? Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа. Как определить направление вектора напряженности магнитного поля? Чему равна напряженность магнитного поля проводника с током конечной и бесконечной длины? Каков характер магнитного поля? Создают ли неподвижные электрические заряды магнитное поле? Выведите закон полного тока. СПИСОК РЕКОМЕНДАТЕЛЬНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Алексеев О. Л., Ворончихин Л.Д., Коврижных Ю.Т. Руководство к лабораторным работам по курсу общей физики: Электричество. – Свердловск, 1974. – с. 161-164. Евграфова Н. Н., Каган В. Л. Руководство к лабораторным работам по физике: Учеб. пособие для радиотехн. и электроприборостроит. специальностей вузов. – М.: Высш. школа, 1970. – с. 186-188. Руководство к лабораторным занятиям по физике./ Под ред. Л.Л. Гольдина. 2-е изд., перераб. – М.: Наука, 1973. – с. 293-295. Савельев И.В. Курс общей физики. Электричество. – М.: Наука, 1970. – Т.II. –- с. 183-189. |