Лабораторные работы. Отчет по лабораторной работе по физике студент Группа
![]()
|
Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова Кафедра физики ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ПО ФИЗИКЕ
Барнаул - 2021ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 26. ( 2 часа ) ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ОСИ КРУГОВОГО ТОКАЦель работы: изучить свойства магнитного поля, ознакомиться с понятием магнитной индукции. Определить индукцию магнитного поля на оси кругового тока. Теоретическое введение. Магнитное поле. Существование в природе магнитного поля проявляется в многочисленных явлениях, простейшими из которых являются взаимодействие движущихся зарядов (токов), тока и постоянного магнита, двух постоянных магнитов. Магнитное поле векторное. Это означает, что для его количественного описания в каждой точке пространства необходимо задать вектор ![]() ![]() В однородном магнитном поле на прямолинейный проводник действует сила Ампера: ![]() где ![]() Направление силы Ампера ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() F=IlBsin или ![]() Из последнего соотношения вытекает физический смысл магнитной индукции: магнитная индукция однородного поля численно равна силе, действующей на проводник с током 1 А, длиной 1 м, расположенный перпендикулярно направлению поля. Единицей измерения магнитной индукции в СИ является Тесла (Тл): ![]() Магнитное поле кругового тока. Электрический ток не только взаимодействуют с магнитным полем, но и создает его. Опыт показывает, что в вакууме элемент тока ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На основе закона Био-Савара-Лапласа и принципа суперпозиции проводится расчет магнитных полей электрических токов, текущих в проводниках произвольной конфигурации, путем интегрирования по всей длине проводника. Например, магнитная индукция магнитного поля в центре кругового витка радиусом R, по которому течет ток I, равна: ![]() Силовые линии кругового и прямого токов показаны на рисунке 1. На оси кругового тока силовая линия является прямой. Направление магнитной индукции связано с направлением тока в контуре правилом правого винта. В применении к круговому току его можно сформулировать так: если винт с правой резьбой вращать по направлению кругового тока, то поступательное движение винта укажет направление линий магнитной индукции, касательные к которым в каждой точке совпадают с вектором магнитной индукции. ![]() ![]() а) б) Рис. 1. Силовые линии: а) кругового тока, б) прямого тока Если имеется не одиночный, а многовитковый контур с числом витков N, то магнитная индукция будет больше, чем у одновиткового, также в N раз. Если поместить контур с током в некоторую среду с относительной магнитной проницаемостью , то произойдет увеличение магнитной индукции в раз. Магнитное поле на некотором расстоянии от контура ослабевает. Учитывая все эти факторы из закона Био-Савара-Лапласа можно получить выражение для магнитной индукции на оси кругового тока: ![]() где R – радиус кольца, х – расстояние от центра кольца до точки оси, в которой определяется магнитная индукция. |