Министерство образования и науки
Российской федерации
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
ОТЧЕТ
по лабораторной работе №4
Изучение магнитного поля (закон Био-Савара-Лапласа)
Выполнил: студент группы ОП-16 _____________ /Ефимов Д. А. /
(подпись) (Ф.И.О.)
Проверил: асс.каф.ОТФ ____________ /Егорова А. Ю./
(должность) (подпись) (Ф.И.О.)
Санкт-Петербург
2017 год
Цель работы - измерение магнитных полей, создаваемых проводниками различных конфигураций, экспериментальная проверка закона Био–Савара–Лапласа.
Краткое теоретическое содержание
Магнитное поле – силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты. Создается только движущимися зарядами и действует только на движущиеся заряды.
Соленоид – свернутый в спираль изолированный проводник, по которому течет электрический ток.
Магнитная проницаемость среды – безразмерная величина, показывающая во сколько раз магнитное поле макротоков усиливается за счет поля микротоков среды.
Электрический ток – направленное движение электрически заряженных частиц.
Сила тока – скалярная физическая величина, равная величине электрического заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за единицу времени.
Индуктивность – величина, характеризующая магнитные свойства проводника.
Магнитная индукция – основная характеристика магнитного поля, представляющая собой среднее значение суммарной напряженности микроскопических магнитных полей, созданных отдельными электронами и другими элементарными частицами.
Напряженность магнитного поля – векторная величина, являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Не зависит от магнитных свойств среды.
Основные физические законы и соотношения:
Закон Био-Савара-Лапласа:
Определяет
индукцию поля
создаваемого элементом проводника с
током в точке, находящейся на расстоянии
r от элемента проводника.
Магнитное поле на оси короткой катушки:
В соответствии с принципом суперпозиции магнитное поле катушки представляет собой алгебраическую сумму полей отдельных витков.
Циркуляции вектора магнитной индукции:
Принцип суперпозиции магнитных полей:
Магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими потоками или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током или движущимися зарядами в отдельности:
Правило правого винта:
За положительное направление принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке.
Схема установки
Рис. 1. Принципиальная электрическая схема установки
1 – измеритель индукции магнитного поля (тесламетр); А – амперметр; 2 – соединительный провод; 3 – измерительный щуп; 4 – датчик Холла; 5 – исследуемый объект (короткая катушка, прямой проводник, соленоид); 6 – источник тока; 7 – линейка для фиксирования положения датчика; 8 – держатель щупа