3. Порядок выполнения работы

1. Проверить правильность соединений электрической схемы в установке, показанной на рисунке и фотографии.

2. Не включая ЛАТР в сеть, установить штангу точно посредине соленоида. Это будет хорошо видно по обоим концам исследуемого соленоида.

3. Поставить переключатель в положение 2 (включены 2 обмотки).

4. Предварительно установив на нулевой уровень напряжение на ЛАТРе, включить в сеть переменного тока с напряжением 220 В.

5. Плавно увеличивая напряжение до 10 В, зафиксировать ток, который показывает амперметр. Снять показание напряжения по милливольтметру, подключенного к маленькой катушке.

Задание 1. Исследовать зависимость вектора магнитной индукции от силы тока в соленоиде.

Для этого необходимо выполнить следующее:

1) зафиксировать маленькую катушку посредине соленоида;

2) подключить максимальное количество слоев обмотки соленоида, т.е. подсоединиться к клемме 6;

3) изменяя значения напряжения на ЛАТРЕ, будет меняться сила тока в соленоиде, и тогда можно снять значения напряжения на милливольтметре, подсоединенного к катушке, расположенной посредине штанги;

4) значения силы тока и напряжения на катушке записать в табл. 1;

5) значение индукции магнитного поля пропорционально напряжению на измерительной катушке и рассчитать по формуле

,

где а = 0,307 м²·с^-1 – коэффициент пропорциональности;

6) построить график зависимости индукции магнитного поля соленоида от силы тока В = В(I), взяв пять- девять точек.

Задание 2. Исследовать зависимость вектора магнитной индукции от координаты катушки.

Для этого необходимо:

1) установить силу тока в катушке соленоида не более 2 А;

2) подключить максимальное количество слоев обмотки соленоида, т.е. подсоединиться к клемме 6;

3) установить штангу таким образом, чтобы катушка находилась посередине соленоида (на штанге на выходе из соленоида должна быть отметка 24 см);

4) перемещая штангу с маленькой катушкой вдоль оси соленоида от его центра с интервалом Δx = 2 см, измерить напряжение на милливольтметре, затем данные занести в табл. 2;

5) по формуле (30) вычислить значения B, данные занести в табл. 2 и построить график зависимости В = В(х);

6) не меняя значения силы тока, подключиться к клемме 5, т.е. в цепь будут подключены 8 слоев соленоида и снова проделать пункты 3, 4, 5.

Задание 3. Исследовать зависимость вектора магнитной индукции от числа витков соленоида.

Для этого необходимо:

1) установить силу тока I=0,5 А в катушке соленоида;

2) установить штангу таким образом, чтобы катушка находилась посередине соленоида;

3) подключиться поочередно к клеммам 3, 4, 5, 6, т.е. с каждым подключением будет увеличиваться число слоев соленоида (клемма 2 соответствует тому, что в цепь включены 2 слоя соленоида, клемма 3 – 4 слоя соленоида, клемма 4 – 6 слоев, клемма 5 – 8 слоев, клемма 6 – 10 слоев);

4) данные занести в табл. 3;

5) по формуле (30) вычислить значения B, данные занести в табл. 2 и постройте график зависимости В = В(N);

6) не меняя положение катушки внутри соленоида, изменить значения силы тока и заполнить табл. 3 при другом значении силы тока, затем построить график зависимости В = В(N).

Задание 4. Рассчитать полное сопротивление катушки по формуле

Задание 5. Исследовать градиент вектора магнитной индукции на участке от 0 (место расположения маленькой катушки) до 50 см через каждый сантиметр, начиная с 15 см.