2. Измерение тока проводить до 20 мА. Порядок выполнения работы

Задание 1. Определение направления вектора магнитной индукции и построение линий одинакового направления.

1. Эксперимент проводится при выключенной установке.

2. Установить датчик в точке с координатой y=25 мм (x – произвольное).

3. Передвигая датчик параллельно оси OX, найти точку, в которой стрелка компаса 4 будет параллельна оси OX, то есть угол между магнитным моментом стрелки, параллельным , и осью OX равен нулю: φ=0. (Помните, что вектор магнитного момента стрелки направлен от её северного конца N к южному.) Записать координаты точки в таблицу 13.1.

4. Передвигая датчик влево, определить на прямой y=25 мм точки, в которых угол между стрелкой компаса и осью OX составляет углы φ=45⁰, 90⁰, 135⁰, эаписывая каждый раз координату x в таблицу.

5. Передвигая датчик вправо, повторить измерения по пункту 4 для углов φ=–45⁰, –90⁰, –135⁰.

6. Переставив датчик на линию y=50 мм, повторить измерения по пунктам 3- 5; затем то же для y=75, 100, 125 и 140 мм.

7. Установить датчик в точке с координатами x=25 мм, y=25 мм и медленно передвигая его параллельно оси OY до y=225 мм, найти в этом интервале все точки, в которых вектор магнитной индукции принимает направления, указанные в таблице 13.2. Записать соотвествующие координаты y.

8. Повторить действия пункта 7 для x=50, 75, 100, 125, 150, 170, 200, 275, 300, 330, 350, 375, 400, 425 и 450 мм.

9. Отметить на миллиметровке полученные точки; построить линии, соответствующие одинаковому направлению ; подписать, какому углу φ соответствует каждая линия.

Таблица 13.1

φ, град. N→S	135	90 ↓	45	0 →	– 45	– 90 ↑	– 135
y, мм	x, мм
25
50
75
100
125
140

Таблица 13.2

φ, град. N→S	225	180 ←	135	90 ↓	45	x, мм	–45	–90 ↑	–135	–180 ←	– 225
x, мм	y, мм						y, мм
25	–			–	–	275		–	–	–	–
50	–			–	–	300			–	–	–
75	–			–	–	330	–
100	–			–	–	350	–
125	–				–	375	–				–
150					–	400	–	–			–
170					–	425	–	–			–
200	–	–	–			450	–	–			–

Задание 2. Определение величины вектора магнитной индукции.

1. Установить датчик в точке с координатами x=250 мм, y=150 мм так, чтобы линия 90-90 на подставке совпала с осью OY, а линия 180-180 – с осью OX.

2. Ось ОО датчика должна быть перпендикулярна стрелке компаса. Для этого, поворачивая датчик вокруг вертикальной оси, линию NS указателя на подставке установить параллельно стрелке компаса. При этом угол α между и осью рамки ОО будет равен 90⁰.

3. Регулятор 7 повернуть против часовой стрелки до упора.

4. Переключатель 8 направления тока установить в положение «вверх».

5. Включить установку в сеть.

6. Регулятором 7 установить силу тока через рамку датчика 2.4 мА.

7. Записать в табл. 13.3 отсчёт d по шкале датчика и силу тока I.

Внимание! 1. Следить, чтобы датчик не зашкалило! Оптимальный режим: датчик показывает отклонение 500÷800 дел.

Сила тока не должна превышать 20 мА.

Таблица 13.3

x=250 мм
φ=00, α=900
y, мм	150	125	100	75	50	25
I, мА	2.4
d, дел.
В, Тл

8. Переместить датчик параллельно оси OY в точку y=125 мм. Следить за правильной ориентацией датчика (пункты 1 и 2 задания 2).

9. Если показания датчика сильно выходят за пределы оптимального режима, увеличить ток. Записать d и I.

10. Повторить измерения по пунктам 8 и 9 для других значений координаты y (см. табл.13.3).

11. Уменьшить ток до минимального. Выключить установку.

12. По формуле (13.18) рассчитать индукцию магнитного поля для каждого измерения. Построить график зависимости B=f(y).

13. Установить датчик в точке с координатами x=160 мм, y=200 мм так, чтобы линия 90-90 на подставке была параллельна оси OY, а линия 180-180 – оси OX.

14. Переключатель 8 направления тока установить в положение «вниз».

15. Линия NS указателя на подставке должна быть направлена противоположно стрелке компаса 4 (так как для удобства измерений изменили направление тока в рамке). При этом α=90⁰.

16. Установить силу тока 4.8 мА.

17. Записать d и I в табл. 13.4.

Таблица 13.4

y =200 мм
φ=00, α=900
x, мм	160	140	125	100	75	50	25
I, мА	4.8
d, дел.
В, Тл

18. Переместить датчик параллельно оси OX в точку x=140 мм. Следить за правильной ориентацией датчика (пункты 1 и 2 задания 2).

19. Если показания датчика сильно выходят за пределы оптимального режима, увеличить ток. Записать d и I.

10. Повторить измерения по пунктам 18 и 19 для других значений координаты x (см. табл.13.4).

11. Уменьшить ток до минимального. Выключить установку.

12. По формуле (13.18) рассчитать индукцию магнитного поля для каждого измерения. Построить график зависимости B=f(x).

Задание 3. Проверка закона Ампера.

а) При компенсаци током.

1. Переключатель 8 установить в положение «вверх». Включить установку. Установить силу тока около 4 мА.

2. Датчик поставить в точку с координатой x=250 мм в такое положение, чтобы отклонение стрелки было d≈600 дел.; при этом следить за правильной ориентацией датчика (см. пункты 1 и 2 второго задания), так, чтобы угол α=90⁰.

3. Записать в табл. 13.5 значения d и I.

4. Повернуть датчик на угол γ=20⁰; при этом α=70⁰. Изменение положения стрелки датчика скомпенсировать изменением тока. Записать I .

5. Повернуть датчик в ту же сторону ещё на 10⁰ (γ=30⁰; α=60⁰) и снова скомпенсировать изменение показаний датчика изменением тока. Записать I .

6. Повторить измерения по пункту 5 для остальных углов (см.табл.13.5).

Таблица 13.5

γ, град. α, град. d, дел. I, мА I. sinα, мА (I. sinα)ср., мА B, Тл ΔB, Тл 0 90 20 70 30 60 40 50 45 45 50 40 55 35 60 30

7. Вычислить произведение Isinα для каждого угла. В соответствии с формулой (13.18), полученной из закона Ампера (13.12), это произведение должно быть постоянным для данной точки поля при одинаковом d.

8. Рассчитать среднее значение (I^. sinα)_ср. и по формуле (13.18) – индукцию поля B. Найти погрешность ΔB. Все полученные данные записать в табл.13.5.

б )Без компенсации током.

1. Датчик установить в точке с координатами: x=250 мм, y=150 мм.

2. Установить силу тока около 10 мА.

3. Следить за правильной ориентацией датчика: α=0⁰ (пункты 1, 2 задания 2).

4. Записать в табл.13.6 значения d и I.

5. Повернуть датчик на угол γ=20⁰; при этом α=70⁰; записать d.

6. Повернуть датчик в ту же сторону ещё на 20⁰ (γ=40⁰; α=50⁰), записать d.

7. Повторить измерения для других углов (см. табл.13.6). Выключить установку.

8. Рассчитать отношение , так как в соответствии с (13.18) оно должно быть одинаковым для данной точки поля. Рассчитать его среднее значение и по (13.18) определить B и погрешность ΔB.

9. Все полученные данные занести в табл.13.6. Сделать выводы.

Таблица 13.6

γ, град. α, град. d, дел. I, мА , дел. ср., дел. B, Тл ΔB, Тл 0 90 20 70 40 50 45 45 55 35 60 30