3.2. Измерение магнитного поля катушки

1. Собрать схему в соответствии с рис. 7, включив в неё в качестве ГК сначала источник эталонного магнитного поля В₀ – обмотку № 1 соленоида. Ключ К можно использовать, например, из стенда (рис. 9). Измерительную катушку ИК ввести в середину соленоида.

2. Регулятором выходного напряжения генератора Г установить ток через соленоид I₀~150…200 мА.

3. Проводя пробные баллистические измерения при замыкании и размыкании ключа К, отрегулировать ток I₀ таким. чтобы отброс п₀ был поближе к концу шкалы. Электромагнитное торможение в этих опытах достаточно велико, так что стрелка возвращается к равновесию без колебаний.

Проведя по три измерения п₀ при замыкании и размыкании ключа К (с точностью до половины деления шкалы), в качестве окончательного значения п₀ взять их среднее. Результаты измерений записать в табл. 3.

Таблица 3. Измерения в центре соленоида, обмотка № 1 (I₀=… мА).

№ измер.	1	2	3	4	5	6	Среднее
п0, дел.

4. Сместить измерительную катушку ИК на край соленоида, выровняв по возможности точно её середину с краем обмотки соленоида и соблюдая их соосность, при том же токе I₀, что и в п. 3, аналогично получить баллистический отброс п₀' с целью определения магнитного поля на краю соленоида. результаты записать в таблицу с названием «Измерения на краю соленоида», аналогичную табл. 3.

5. Заменить соленоид на исследуемую генераторную катушку ГК с числом витков N=3600. Установить ИК в середине ГК и соосно с нею.

6. Как и в п. 3, установить ток I через ГК таким, чтобы баллистический отброс п был ближе к концу шкалы. Но лучше ток I подобрать таким, чтобы отброс п был равен п₀ или близок к нему: это сделает режим работы БГ с соленоидом и с катушкой тождественными и повысит точность определения поля В исследуемой катушки.

Проведя по три измерения п (при замыкании и размыкании ключа К), записать результаты в таблицу, аналогичную табл. 3.

7. По формулам (17) и (19) вычислить магнитные поля В₀ и В в центре соленоида и в исследуемой катушке. Поскольку эти поля зависят от тока, удобно пересчитать их на единичный ток в 1 А, т.е. определить так называемые удельные поля В₀^уд=В₀/I₀ и В^уд=В/I, которые являются характеристиками только самих обмоток. Вычислить эти удельные поля в единицах [мТл/А] для обмотки № 1 соленоида и обмотки «N=3600 витков» исследуемой катушки.

3.3. Измерение взаимной индуктивности обмоток

1. Собрать схему, показанную на рис. 8, включив в неё в качестве L₁ и L₂ обмотки соленоида. Ключ К, как и в разд. 3.2, можно использовать из стенда (рис. 9). В качестве R_маг вместо громоздкого магазина сопротивлений технически удобнее использовать компактный резистор с постоянным сопротивлением R_маг=2 кОм, который входит в состав установки.

2. Регулятором выходного напряжения генератора Г установить в первичной цепи ток I₀=200…250 мА.

3. Провести по три измерения баллистического отброса п₀ при замыкании и размыкании ключа К, как и в п. 3 разд. 3.2, а в качестве окончательного значения п₀ взять их среднее. Результаты измерений записать в таблицу, аналогичную табл. 3.

4. Заменить соленоид исследуемой катушкой, включив в качестве L₁ обмотку «N=3600 витков», а в качестве L₂ – обмотку «N=40 витков» (обмотка L₂ красного цвета).

5. Установить ток I через первичную обмотку L₁ катушки таким, чтобы баллистический отброс п был равен п₀ или близок к нему (хотя это и не обязательно: см. п. 6 разд. 3.2). Проведя с этим током по три измерения п, записать результаты в таблицу, аналогичную табл. 3.

6. По формулам (23) и (24) вычислить взаимные индуктивности М₀ и М обмоток соленоида исследуемой катушки^).

7. Из формулы (22) вычислить баллистическую постоянную b_R при R=R_БГ+R_маг и сравнить её с b_∞, найденной в п. 5 разд. 3.1.

8. Результаты расчётов и измерений взаимных индуктивностей внести в итоговую таблицу:

Таблица 4. Измерения взаимных индуктивностей (R=… Ом, b_R=…Кл/дел).

I0, мА	п0, дел.	М0, мГн	I, мА	п, дел.	М, мГн