303.5.2. Определение индукции магнитного поля кругового витка с током

Выведите регулятор выхода генератора низкой частоты в крайнее левое положение, обесточив этим прямоугольный контур с током.

Подключите к генератору переменного напряжения круговой кон­тур. С помощью регулятора выхода генератора установите ток, указанный на лабораторном столе.

Подключите индукционный датчик, соответствующий круговому контуру, к милливольтметру. Опустите его в крайнее нижнее положение и выберите диапазон измерений вольтметра, на котором отклонение стрелки милливольтметра имеет наибольшее значение.

Перемещая индукционный датчик вдоль оси кругового контура, измерьте для 8÷10 значений аксиальной координаты z напряжение на индукционном датчике U. Эти данные, а также соответствующие им параметры k и D занесите в заранее подготовленную табл. 303.4, аналогич­ную табл. 303.3.

Оцените погрешности измерений тока ΔI, частоты генератора Δν площади датчика ΔS. Занесите их значения вместе со значениями других параметров установки в табл. 303.2. Погрешность измерения аксиальной координаты Δz занесите в табл. 303.4.

303.6. Порядок выполнения расчетной части работы

1. Рассчитайте для каждого значения поперечной координаты r величину индукции магнитного поля В₀ и ее абсолютную погрешность ΔB₀, а также на основании закона Био-Савара-Лапласа теоретическое значение В погрешность ΔB. Значение В₀ рассчитывается по формуле (303 3), а величина В с учетом (2.10) - по формуле

(303.4)

где учтено, что контур состоит из N₁ витков.

Формулы для расчета погрешностей:

, (303.5)

При выводе (303.6) мы пренебрегли погрешностью измерения длины проводника L:

, (303.6)

Результаты расчетов занесите в табл. 303.1.

2. Рассчитайте для каждой продольной координаты z величину В₀ в соответствии с (303.3) и теоретическое значение В с учетом (2.11) по формуле

, (303.7)

Погрешность ΔB₀ рассчитайте по формуле (303.5), ΔB - по формуле (303.8):

, (303.8)

где B_I'= , B_z'=

При выводе (303.8) погрешности определения поперечной коор­динаты r₀ и длины проводника L не учитывались. Результаты расчета занесите в табл. 303.3.

3. По данным табл. 303.4 рассчитайте для каждой аксиальной (осе­вой) координаты z величину В₀ по формуле (303.3) и теоретическое значение В по формуле (303.9)

, (303.9)

Погрешность ΔB₀ рассчитайте по формуле (303.5), ΔВ - по формуле (303.10):

, (303.10)

4. Результаты расчетов занесите в табл. 303.4.

5. По данным табл. 303.1 постройте в одной системе координат графики функций В₀(r) и В(r).

6. По данным табл. 303.3 постройте в одной системе координат графики функций B₀(z) и B(z).

7. По данным табл. 303.4 постройте в одной системе координат графики функций B₀(z) и B(z) для кругового тока.

При построении графиков для всех точек, определяющих значения B₀ и В, необходимо откладывать соответствующие абсолютные погреш­ности, как показано на рис. 303.2.

Рис. 303.2

8. Проанализировав, совпадают ли в пределах погрешностей экспериментальные и теоретические значения для индукции магнитного поля, сделайте выводы о результатах проверки закона Био-Савара-Лапласа.