(909) Электромагнитное поле. Руководство по выполнению базовых экспериментов эмп. 001 Рбэ (909) 2005

• Название: Руководство по выполнению базовых экспериментов эмп. 001 Рбэ (909) 2005
• Анкор: (909) Электромагнитное поле.doc
• Дата: 02.05.2018
• Размер: 2.53 Mb.
• Имя файла: (909) Электромагнитное поле.doc
• Тип: Руководство; #18769
• страница: 4 из 12

Исследование взаимной индуктивности кольцевых катушек

1. Общие сведения

Целью работы является получение опытным и расчётным путём зависимости взаимной индуктивности двух соосных одинаковых катушек от расстояния между ними.

Опытным путём взаимная индуктивность двух катушек определяется из опыта, принципиальная схема которого изображена на рис. 3.1. Напряжение, индуктируемое во второй катушке изменением тока в первой:

U₂ = MI₁,
где = 2f – круговая частота переменного тока

Отсюда:

М = U₂/I₁.

При расчёте взаимной индуктивности полагают, что линейные размеры поперечного сечения катушек малы по сравнению с радиусом катушек и расстояния между ними. С учётом этих допущений, в [1] выведены следующие формулы для расчёта взаимной индуктивности двух тонких круглых катушек:

,

где R₁ и R₂ – радиусы катушек, w₁ и w₂ – их числа витков, а функция f(k) определяется выражением:

,

где, в свою очередь:

, , .

Величины K и Е представляют собой полные эллиптические интегралы первого и второго рода. Они являются функциями модуля kи легко вычисляются на компьютере. Для облегчения «ручного» расчёта в приложении 4 приведены графики функции f(k) для двух диапазонов изменения аргумента k².

2. Экспериментальная часть

Задание

Получить экспериментально зависимость взаимной индуктивности соосных кольцевых катушек от расстояния между ними. Проверить экспериментальные данные расчётом.

Порядок выполнения работы

• 
  Установите на наборную панель миниблок «Кольцевые катушки» и сделайте все необходимые соединения согласно принципиальной схеме опыта ( рис. 3.1)
  
• 
  Установите на генераторе напряжений специальной формы БГН синусоидальное напряжение частотой 2…3 кГц и задайте регулятором амплитуды ток в катушке 150…200 мА. Запишите эти значения и определите круговую частоту:
  

I = …….A, f = ………………Гц,  = ……………….1/c

• 
  Изменяя расстояние между катушками х-от минимально возможного 5 мм до 25 мм с шагом 5 мм, запишите в табл. 3.1 значения напряжения взаимной индукции.
  

Таблица 3.1

• 
  

  Опытные данные			Расчётные данные
  х, мм	U2, B	M, мГн	k	k2	f(k)	M
  5
  10
  15
  20
  25

  
  
• 
  По формуле, приведённой в разделе «Общие сведения», вычислите опытные значения взаимной индукции и на рис. 3.2 постройте график М(х).
  
• 
  По расчётным формулам, приведённым также в разделе «Общие сведения», рассчитайте зависимость М(х),занесите результаты в табл. 3.1 и постройте на рис. 3.2 расчётный график для сравнения с опытным.