(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: 5 из 12

Измерение магнитодвижущих сил и разности магнитных потенциалов

1. Общие сведения

Разностью магнитных потенциалов или магнитным напряжением вдоль некоторого пути «а-в» в магнитном поле (рис. 4.1) называется величина

.

В области вне электрических токов, магнитное напряжение не зависит от пути интегрирования, а определяется положением конечных точек этого пути.

Магнитное напряжение вдоль замкнутого контура согласно закону полного тока равно полному току iw, охватываемому этим контуром:

,

Замкнутый контур может быть разбит на участки, тогда для него: F = iwили, если участки однородные, то Hl = iw.

Как для измерения магнитодвижущих сил в замкнутом контуре, так и для измерения магнитных напряжений вдоль любого отрезка применяют гибкую ленту из изолирующего материала, равномерно обмотанную изолированным проводом по всей длине, коротко - магнитный пояс или пояс Роговского (рис. 4.1). Поперечное сечение пояса (S) одинаково по всей длине и достаточно мало. Тогда, магнитный поток, сцеплённый с одним витком пояса:

Ф = S_cos.,

где  – угол между направлением магнитной силовой линии и продольной осью пояса в данной точке.

На единицу длины пояса приходится w₀ витков, поэтому полное потокосцепление пояса:



Отсюда:



Постоянная пояса K зависит только от его сечения и числа витков на единицу длины.

Потокосцепление можно измерить тем или иным способом. В случае постоянного магнитного поля обычно измеряют заряд, протекающий через обмотку пояса при включении или выключении тока, создающего поле. Этот заряд пропорционален установившемуся значению потокосцепления. При синусоидальном токе измеряют непосредственно напряжение индуктируемое переменным магнитным потоком в обмотке пояса. Действующее значение этого напряжения:

U = 4,44f_m, откуда _m = U/4,44f,

где _m – амплитуда потокосцепления_.

Отсюда имеем формулу для вычисления амплитуды магнитного напряжения:


При известной постоянной Kили , магнитный пояс можно использовать для измерения магнитных напряжений на участках магнитной цепи, магнитодвижущих сил, больших токов без разрыва цепи, определения числа витков катушек.

2. Экспериментальная часть

Задание

Рассчитать и определить экспериментально постоянную пояса при синусоидальном токе, определить с помощью пояса число витков катушки, проверить выполнение закона полного тока в различных ситуациях путём измерения намагничивающих сил по замкнутым контурам и на отдельных участках.

Порядок выполнения работы

• 
  Рассчитайте постоянную пояса при частоте синусоидального тока 1000 Гц, (значения w₀ и S указаны на поясе):
  

= ……………….А/B.

• 
  _{Установите катушку w = 900 витков на наборную панель, соберите цепь по схеме рис. 4.2, подайте напряжение частотой 1000 Гц, установите максимально возможный ток в катушке и определите постоянную пояса из закона полного тока:}
  

<sub>= ………………………А/B.

С
равните полученную величину с расчётным значением.</sub>

• 
  _{Замените катушку на такую же с другим числом витков (например, 300 витков), измерьте магнитное напряжение по замкнутому контуру и определите число витков:}
  

<sub>= ……………….

Сравните полученную величину с паспортным значением, указанным на катушке.</sub>

• 
  _{Соедините две любые катушки последовательно согласно, установите в них ток 0,2 А, охватите обе катушки магнитным поясом, измерьте сумму магнитных напряжений вдоль замкнутого контура и проверьте выполнение закона полного тока. Результат проверки:}
  

<sub>В общем виде: В цифровом выражении:

…………..=…………..</sub>

• 
  _{Повторите опыт при встречном включении катушек и также сделайте проверку.}
  

<sub>В общем виде: В цифровом выражении:

…………………………… ………………………….</sub>

• 
  _{О
  ставив в цепи одну катушку 900 витков, выясните изменение магнитных напряжений сил на отдельных участках замкнутого контура при внесении в катушку ферромагнитного сердечника (рис. 4.3). Ток во всех опытах поддерживайте неизменным. Скопируйте рис. 4.3 в отчёт, укажите на нём на нём результаты измерений и сделайте расчёты для проверки закона полного тока закону полного тока.}
  

_{Рис. 4.3}

• 
  Объясните полученные результаты (увеличение или уменьшение магнитных напряжений на отдельных участках при внесении сердечника, есть ли изменение магнитодвижущей силы по замкнутому контуру и почему?)