2. Магнітне поле соленоїда.

Соленоїдом називають циліндричну котушку з ґвинтовою намоткою провідника. Якщо довжина соленоїда набагато більша від його діаметра (див. рис. 3), соленоїд називають довгим. Для довгого соленоїда напруженість магнітного поля на осі котушки визначається за формулою:

. (2)

Тут – кількість – витків на одиницю довжини соленоїда, а – струм у соленоїді. В загальному випадку формула для обчислення напруженості поля на осі соленоїді містить геометричні характеристики останнього:

. (3)

У центрі соленоїда на його осі індукція поля матиме значення:

. (4)

3. Опис лабораторного обладнання.

Е лектрична схема лабораторного обладнання наведена на рис. 4. Феромагнітний зразок, що знаходиться всередині вимірювальної котушки , разом з останньою поміщають в магнітуючий соленоїд . Здійснюючи феромагнітним зразком коливні рухи невеликої амплітуди відносно вимірювальної котушки, за величиною відхилень стрілки ґальванометра можна визначити, намагнічений зразок чи ні. При рухах зразка в котушці змінюється зчеплений з нею магнітний потік , що призводить до виникнення електрорушійної сили електромагнітної індукції. Відповідно до закону М. Фарадея, електрорушійна сила індукції в складному контурі чисельно дорівнює і протилежна за знаком швидкості зміни потокозчеплення в ньому:

. (5)

Порядок виконання роботи

1. Зібрати установку за схемою, наведеною на рис. 4.

2. Виміряти довжину соленоїда, його діаметр та визначити кількість витків у ньому. Обчислити кількість витків на одиницю довжини соленоїда. Дані вимірювань та обчислень занести до табл. 1.

3. Повністю вивести реостат , замкнути ключ і, поступово збільшуючи струм в котушці соленоїда до 1 А, магнетувати зразок. (Великий струм через соленоїд можна пропускати лише короткочасно).

4. Зменшити струм до мінімуму, повністю ввівши реостат .

5. За допомогою перемикача змінити напрям струму в соленоїді.

6. Рухаючи вимірювальним зразком відносно котушки , за відхиленнями стрілки ґальванометра переконатись, що зразок намагнічений.

7. Збільшуючи струм та рухаючи зразок відносно котушки , добитись такої величини струму , коли стрілка ґальванометра відхилятиметься найменше. За формулою (4) обчислити значення коерцитивної сили . Дані занести до табл. 1.

Табл. 1.

№ п/п
1 2 3 4 5 6

8. Дослід повторити 5 – 6 разів і обчислити середнє значення та похибку його вимірювання.

Контрольні запитання

1. Дати означення магнітної проникності речовини?

2. Які речовини називають діа-, пара- та феромагнетиками?

3. Опишіть хід кривої намагнічування феромагнетика та вкажіть основні її ділянки.

4. Що називають коерцитивною силою?

5. Назвіть розмірність коерцитивної сили.

6. Вкажіть зв’язок між індукцією та напруженістю магнетного поля в речовині.

7. Який пристрій називають соленоїдом?

8. Чому дорівнює індукція магнітного поля в середині соленоїда?

9. Сформулюйте основний закон електромагнетної індукції.

10. Опишіть принцип роботи установки.