Визначення напруженості магнітного поля на осі соленоїда. Лабораторна робота з АМО. Робота № 525610

Визначення напруженості магнітного поля на осі соленоїда

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Вінницькій національний технічний університет

Інститут:

Не вказано

Факультет:

Не вказано

Кафедра:

Кафедра фізики

Інформація про роботу

Рік:

2014

Тип роботи:

Лабораторна робота

Предмет:

АМО

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки України Вінницький національний технічний університет Кафедра фізики Лабораторна робота № 3 – 4 «Визначення напруженості магнітного поля на осі соленоїда» Вінниця 2009 Мета роботи: набути навиків вимірювання напруженості магнітного поля в різних точках вздовж осі соленоїда. Прилади та матеріали: соленоїд з вимірювальною котушкою; балістичний гальванометр; амперметр; реостат; вимикач. Теоретичні відомості Напруженість магнітного поля на осі соленоїда в загальному випадку визначається за формулою: (1) де I – струм, що проходить по обмотці соленоїда; n – кількість витків на одиницю довжини соленоїда; (1 та (2 – кути під якими з точки спостереження видно радіуси поблизу кінців соленоїда (рис.1). Коли діаметр і довжина соленоїда сумірні то такий соленоїд називається коротким. Для короткого соленоїда напруженість Н магнітного поля максимальна на осі соленоїда. В решті точок величина Н менша. Для довгого соленоїда ( коли R<<l ) (1( 0 , (2 (( і магнітне поле буде однорідним. Обчислимо напруженість магнітного поля для будь-якої точки на осі соленоїда. З рис.1 видно, що (2) (3) Тоді (4) Величина n (l = N – повне число витків. Отже, (5) Поле багатошарового соленоїда якісно має той самий характер, як і поле одношарового. У даній роботі напруженість магнітного поля визначається за допомогою балістичного гальванометра. Схему установки наведено на рис. 2. Балістичний гальванометр приєднується до вимірювальної котушки W. При замиканні вимикача К напруженість магнітного поля на осі соленоїда зростає від нуля до значення Н. Магнітний потік, який пронизує при цьому вимірювальну котушку: (6) де S і N1 – площа поперечного перерізу і число витків вимірювальної котушки. У колі котушки W виникає короткочасний індукційний струм і рамка гальванометра відхиляється на деякий кут (. Зміщення світлового “зайчика” відраховується по шкалі гальванометра. Кількість електрики q, що пройде через гальванометр, (7) де Rk- опір кола гальванометра, Ом. (Складається з опору котушки і опору гальванометра) . (8) З другого боку, кількість електрики q пропорційна величині зміщення покажчика балістичного гальванометра від положення рівноваги ( : (9) де Сg – стала балістичного гальванометра (рівна ціні однієї поділки шкали балістичного гальванометра). З формул (8) і (9) маємо: (10) Величини S, N1, R, Rg, Cg, залишаються сталими при всіх вимірюваннях, тому введено позначення: (11) тоді (12) де С( – балістична стала установки. Після визначення сталої С( установки можна визначити напруженість магнітного поля в будь-якій точці, розміщеній на осі соленоїда (13) де індекс х означає координату на осі соленоїда. Порядок виконання роботи Скласти схему згідно рис. 2. Розмістити вимірювальну котушку W на осі соленоїда, що відповідає координаті х = 0, та встановити реостатом струм у колі соленоїда 1,0-1,5 А. (За точку відліку прийняти точку, яка розміщена в центрі соленоїда) Розрахувати напруженість магнітного поля на осі соленоїда (центр соленоїда) за формулою (5). Визначити ( в момент замикання та розмикання і взяти середнє значення. Користуючись формулою (11), визначити сталу С( Повторити вимірювання, зазначені в пп. 4,5, не менше як 3 рази та розрахувати середнє значення. Провести вимірювання в точках соленоїда, розташованих одна від одної на відстані 1 см. від точки х=0 і до точки, яка співпадає з кінцем соленоїда. Записати в таблицю .для кожної точки значенння (х та за формулою (13) розрахувати напруженість магнітного поля в цих точках. Побудувати графік залежності Нх від х. Початок координат сумістити з точкою в центрі соленоїда. Соленоїд: L=57 см N=5130 витків d=5,2 см R=110 Ом β=3,6∙10-8 A/под. Котушка: L=1,1 см dк=3,7 см dn=0,07 мм R=1,22 кОм N=500 витків S=1,278∙10-3 м2 а1 а2 а3 асернеднє Замикання 15 14 13 14,17 Розмикання 16 13 14 см аx , под. Hx , А/м2 0 14,17 848,1 1 13 778,05 2 13 778,05 3 12,5 748,125 4 13,5 807,975 5 13,5 807,975 8 14 837,9 11 11,5 688,275 14 12 718,2 17 12 718,2 20 11,5 688,275 23 9,5 568,575 25 4,5 269,325 Висновок: У даній лабораторній роботі було виміряно напруженість магнітного поля в різних точках осі соленоїда. У ході експерименту було встановлено, що з віддаленням від центру осі соленоїда напруженість зменшується. Нерівномірність графіка пояснюється тим, що виникали численні похибки при вимірюванні. Контрольні запитання Сформулюйте закон Біо-Савара-Лапласа. Виведіть формулу для Н на осі колового витка і на осі соленоїда.

Лабораторна робота АМО

san4osq

05.02.2014 23:33

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

поділитись