Отчет ЛР3-2. Отчет по лабораторной работе вэ03 измерение магнитного поля соленоида
 Скачать 46.89 Kb.
|
|
Томский политехнический университет Отделение естественных наук  Отчет по лабораторной работе В-Э03 ИЗМЕРЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА Студента гр. 3-5Б12 Ф.И.О. Потехина Евгения Михайловича Цель работы: определение индукции и напряженности магнитного поля внутри соленоида в различных точках вдоль его оси и установление зависимости значения магнитной индукции от тока, протекающего по виткам соленоида. Приборы и принадлежности: амперметр, милливольтметр, соленоид, измерительная катушка, реостат. КРАТКОЕ ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫСоленоид это - система витков, образованных при намотке провода на цилиндрический каркас. Если витки соленоида расположены вплотную друг к другу то, при пропускании по ним тока, образующееся магнитное поле соленоида будет равно сумме магнитных полей отдельных круговых токов Магнитная индукция - это основная характеристика магнитного поля, определяющей его значение и направление.Напряженность магнитного поля — векторная физическая величина, равная разности векторов магнитной индукции B и намагниченности M в рассматриваемой точке. Обозначается символом H. Метод измерения магнитной индукции внутри соленоида - суммирование индукций от отдельных круговых токов. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ
РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ Индукция магнитного поля  где  ЭДС индукции магнитного поля, N - количество витков в катушке, площадь сечения катушки,  циклическая частота переменного токаНапряженность магнитного поля  где  Гн/м – магнитная постоянная.РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗМЕРЕНИЙ И ВЫЧИСЛЕНИЙ Таблица № 1
Таблица № 2
Измерения провел студент гр. 3-5Б12 Потехин Евгений Михайлович ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ По данным таблиц построим графические зависимости: а)  (по данным таблицы № 1); По графику  , тогда вычисленное значение числа витков соленоида на единицу длинны А теоретическое значение  b)  (По данным таблицы № 2); По данным измерений выполним расчеты B по закону Био-Савара-Лапласа в трех точках на оси соленоида при определенном значении тока.
Сравним экспериментальные значения B и H с расчетными при одинаковых значениях токов При х=0 примем как практическое значение в центре соленоида Bпрактическое=1,8369 мТл и Hпрактическое=1463 А/м. При х=14 см примем как практическое значение на конце соленоида Bпрактическое=1,4594 мТл и Hпрактическое=1162 А/м. При х=16 см примем как практическое значение за пределами соленоида на расстоянии a=1,25 см Bпрактическое=0,4395 мТл и Hпрактическое=350 А/м. Сравним его с теоретическими значениями при I=2,5 А: В центре соленоида Bтеоретическое=1,8746 мТл и Hтеоретическое =1493 А/м. На конце соленоида Bтеоретическое=0,9361 мТл и Hтеоретическое=745 А/м. За пределами соленоида Bтеоретическое=0,33614 мТл и Hтеоретическое=268 А/м. Выводы В ходе выполнение данной работы были измерены напряженность магнитного поля соленоида и подтверждено практически утверждение, что поле внутри соленоида в центральной его части однородное и по мере приближения к концам соленоида поле убывает и на некотором расстоянии от концов соленоида стремится к нулю (рисунок В=f(x)). Найденные практические значения (таблица 2) B и H сравнимы по величине с теоретическим значениями B и H (закон Био-Савара-Лапласа) в центре, на конце и за пределами соленоида, что подтверждает правильность проведенных измерений. Контрольные вопросы Связь между индукцией и напряженностью магнитного поля. Чем отличается индукция магнитного поля от напряженности магнитного поля? В чем заключается явление электромагнитной индукции и как оно используется в данной работе? Какое магнитное поле называется однородным? Как изменятся значения индукции магнитного поля и напряженности магнитного поля внутри соленоида при уменьшении длины соленоида? Ответ на вопрос Напряженность магнитного поля Н есть вектор, имеющий то же направление, что и вектор В, но в μ0μ раз меньший по модулю (в анизотропных средах векторы Н и В, вообще говоря, не совпадают по направлению). Индукция определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся в поле с определенной скоростью. Напряженность поля характеризует густоту силовых линий (линий магнитной индукции). Явление электромагнитной индукции заключается в возникновении электрического тока в замкнутом проводнике при изменении магнитного потока, пронизывающего охваченную проводником площадь. На основании измерений ЭДС этого тока можно практически измерить величину индукции магнитного поля как в данной лабораторной работе. Магнитное поле называется однородным, если в любой точке поля силовая характеристика этого поля (магнитная индукция В) остается неизменной. Так как магнитная индукция В это векторная величина, то в однородном магнитном поле она имеет одинаковое направление и величину. Значения индукции магнитного поля и напряженности магнитного поля внутри соленоида при уменьшении длины соленоида: - в центре не изменится если не изменится n - число витков соленоида на единицу длинны; - на концах и за пределами соленоида изменится, т.к. эти значения кроме n еще зависят от L- длины соленоида. Студент гр. 3-5Б12 Потехин Евгений Михайлович (Фамилия И.О.)  Проверил преподаватель _____________ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
0,33614 мТл, при a=1,25 см (x=16 см)