3. Явище електромагнітної індукції.

Індуктором називають котушку провідника, яка перебуває у змінному магнітному полі. Якщо площину котушки пронизує магнітний потік

, (7)

де: – індукція магнітного поля, – кут між нормаллю до площини котушки та напрямом вектора індукції , а – площа котушки, то з однаковими її витками, буде зв’язане потокозчеплення :

. (8)

Відповідно до закону М. Фарадея, електрорушійна сила індукції в складному контурі чисельно дорівнює і протилежна за знаком швидкості зміни потокозчеплення у ньому:

. (9)

Якщо індуктор під’єднати в електричне коло із загальним опором , у ньому потече струм . Напрям струму можна визначити за допомогою правила Е.Х. Ленца: індукований струм має такий напрям, що своїм магнітним полем протидіє тій зміні зовнішнього поля, яке його спричинило. Відповідно до закону Ома, заряд , що перетече за час , дорівнюватиме:

. (10)

З рівняння (10) видно, що величина заряду не залежить від швидкості зміни поля, а залежить лише від опору кола та зміни величини потокозчеплення.

4. Опис установки.

Електрична схема установки для вимірювання магнітної проникності речовини наведена на рис. 2. Вона містить тороїд із двома котушками та , балістичний ґальванометр та коло живлення котушки . Величина заряду , який пройшов через балістичний ґальванометр, пропорційна балістичному відхиленню – першому максимальному відхиленню покажчика (у поділках шкали):

. (11)

Тут – балістична стала. Задаючи реостатом струм у котушці , створюватимемо через котушку магнітний потік . Змінюючи перемикачем П напрям струму в котушці , відповідно до (6) та (8) отримаємо формулу для обчислення зміни потокозчеплення в котушці :

. (12)

За формулою (10) заряд , що перетік через балістичний ґальванометр, дорівнюватиме:

. (13)

Тут: – опір котушки , а – опір балістичного ґальванометра. Із (13) та (11) отримуємо робочу формулу для визначення магнітної проникності:

. (14)

У рівнянні (14) – балістичне відхилення. Порядок виконання роботи

1. Зняти та записати до табл. 1 діаметр тороїда, кількість витків та його котушок, опори та .

2. Зібрати електричне коло за схемою, наведеною на рис. 2.

3. Реостатом встановити заданий викладачем струм .

4. Перемикачем П перемкнути напрям струму та за балістичним відкидом ґальванометра зняти покази . Дані записати до табл. 1.

5. Відповідно до формули (14) обчислити магнітну проникність осердя тороїда.

6. Дослід повторити тричі для різних значень струму .

Табл. 1.

п/п
1.
2.
3.

7. Обчислити середнє значення та похибку його вимірювання за формулою:

. (15)

8. Результат подати у вигляді довірчого інтервалу:

. (16)