3.4. Расчёты полей в соленоиде

1. По результатам баллистических измерений п. 4 разд. 3.2 вычислить поле В'_эксп на краю соленоида и сравнить его с теоретическим значением

В'_теор= , (25)

где В₀ – поле в глубине соленоида, определяемое формулой (17).

2. Соотношения (17) и (25) точно выполняются лишь для бесконечно длинного соленоида. Если же длина соленоида невелика, то магнитное поле в нём будет заметно неоднородным с максимумом в центре. Можно показать, что в центральной части такого «короткого соленоида» поле

В=В₀ , (26)

где D – диаметр соленоида, l – его длина, В₀ – поле в бесконечном соленоиде, определяемое формулой (17), в которой под отношением N/l надо понимать плотность его витков (вит./м).

По заданным размерам соленоида (обмотка № 1) оценить, на сколько процентов поле В в нём отличается от идеального В₀ (т.е. фактически вычислить поправочный коэффициент в формуле (26)).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Что такое гальванометр?

2. Что такое баллистический гальванометр? Объяснить принцип его работы в баллистическом режиме.

3. Как изменится баллистический отброс п, если в цепь разряда конденсатора на БГ (рис. 6) включить некоторое сопротивление R?

4. Вывести уравнение свободных колебаний рамки БГ.

5. Что такое баллистическая постоянная?

6. Что такое электромагнитное торможение? Объяснить механизм резкого замедления движения рамки БГ при его коротком замыкании.

7. Что значит «баллистический метод является методом сравнения» ?

8. Объяснить принцип измерения магнитного поля с помощью БГ.

9. Что такое взаимная индуктивность двух контуров? Объяснить принцип измерения взаимной индуктивности с помощью БГ.

10. Вывести формулу (25).

11. Вывести формулу (26).

12. Назвать ещё хотя бы по одному методу измерения ёмкости и взаимной индуктивности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Калашников С. Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – §§ 56, 81, 91.

2. Савельев И. В. Курс общей физики, т.2.– М.: Наука, 1982. – § 50.

Работа № Ф308

Определение параметров конденсаторов и катушек

Целью работы является определение ёмкости конденсатора, индуктивности и активного сопротивления катушки, а также взаимной индуктивности катушек с помощью вольтметра и образцового резистора.

1. Введение

Параметры конденсаторов и катушек можно определять различными методами. Индуктивность катушки и её активное сопротивление можно, например, непосредственно измерить мостом переменного тока. Эти параметры катушки можно определить и путём последовательного присоединения к ней конденсатора известной ёмкости и подбора частоты, так чтобы в цепочке наступил резонанс: при этом индуктивность катушки , а её внутреннее активное сопротивление r на этой частоте будет равно отношению напряжения на такой цепочке к току.

Ёмкость конденсатора также можно прямо измерить мостом переменного тока. Её можно определить и баллистическим методом.

Взаимную индуктивность М двух магнитно связанных катушек можно определить, например, так: соединить эти катушки сначала согласованно, а потом встречно, и измерить индуктивность пары в обеих вариантах. Так как в первом варианте , а во втором , то отсюда . Взаимную индуктивность легко измерить также и баллистическим методом.

В настоящей работе все упомянутые параметры конденсаторов и катушек определяются на синусоидальном напряжении промышленной частоты 50 Гц с помощью вольтметра и образцового резистора.