Лабораторная работа Э-20 1Б01
.docЛабораторная работа Э–20 Исследование распределения магнитного поля, образованного прямым и круговым токами
Отчёт о работе
Работу выполнил: |
|
фамилия |
Полковникова |
имя |
Елена |
отчество |
Евгеньевна |
группа |
1Б01 |
Краткое теоретическое содержание работы
Индукция магнитного поля — |
Силовая характеристика магнитного поля |
Метод измерения индукции магнитного поля заключается в ... |
данной работе проводиться на основе явления электромагнитной индукции |
Схема установки
Обозначения: |
|
1 — |
Прямоугольный контур |
2 — |
Круговой контур |
3 — |
Прямолинейный контур |
4 — |
гнезда |
5 — |
Штепсельная розетка |
А — |
Амперметр |
V — |
милливольтметр |
Тр — |
Трансформатор |
Расчётные формулы
1. При измерениях: |
|
B = |
|
где |
|
ε — |
Действующее значение ЭДС |
N — |
Число витков в катушке |
S — |
Площадь сечения катушки |
ω — |
Циклическая частота переменного тока |
2. Для вычисления значений индукции магнитного поля в прямоугольном контуре и от отрезка прямого тока применяется формула: |
||
B = |
|
|
где |
||
μ0 — |
Магнитная постоянная |
|
I — |
Ток в проводнике |
|
φ1 — |
|
|
φ2 — |
|
|
a — |
Расстояние от провода до точки, где ищем поле |
|
3. Для вычисления значений индукции магнитного поля в центре кругового контура применяется формула: |
||
B = |
|
|
где |
||
μ0 — |
Магнитная
постоянная( |
|
I — |
Ток в круговом контуре |
|
R — |
Радиус кругового контура |
|
)
Результаты измерений
1. Для прямоугольного контура
Таблица 1
I (A) |
3,5*25=87,5 |
r1 (см) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
9 |
10 |
11 |
12 |
ε (В) |
47,1*10-3 |
47,8*10-3 |
49,1*10-3 |
51,7*10-3 |
56,8*10-3 |
67,3*10-3 |
108,110-3 |
53,3*10-3 |
20,7*10-3 |
10,7*10-3 |
|
B (Тл) |
1,37*10-3 |
1,39*10-3 |
1,42*10-3 |
1,5*10-3 |
1,6*10-3 |
2*10-3 |
3,1*10-3 |
1,55*10-3 |
0,6*10-3 |
0,3*10-3 |
|
Таблица 2
r2 (см) |
1 |
2 |
3 |
5 |
6 |
7 |
ε (В) |
52,9*10-3 |
65,2*10-3 |
112,7*10-3 |
67,1*10-3 |
29,6*10-3 |
17*10-3 |
B (Тл) |
1,53*10-3 |
1,9*10-3 |
3,3*10-3 |
1,95*10-3 |
0,86*10-3 |
0,49*10-3 |
2. Для кругового контура
Таблица 3
I (A) |
3,6*22=79,2 |
r (см) |
1 |
2 |
3 |
4 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
ε (В) |
49,3*10-3 |
54,3*10-3 |
66,5*10-3 |
104,1*10-3 |
50,5*10-3 |
|
|
|
|
B (Тл) |
1,43*10-3 |
1,56*10-3 |
1,93*10-3 |
3*10-3 |
1,46*10-3 |
|
|
|
|
3. Для отрезка прямого тока
Таблица 4
I (A) |
4,0*14=56 |
r (см) |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ε (В) |
48,1*10-3 |
22,8*10-3 |
13,8*10-3 |
9,3*10-3 |
6,3*10-3 |
4,3*10-3 |
B (Тл) |
1,3*10-3 |
0,66*10-3 |
0,4*10-3 |
0,27*10-3 |
0,18*10-3 |
0,12*10-3 |
Обработка результатов
1. Графические зависимости
B = f(r1) (по данным таблицы 1)
|
B = f(r2) (по данным таблицы 2)
|
B = f(r) (по данным таблицы 3)
|
B = f(r) (по данным таблицы 4)
|
2. Сравните экспериментальные данные с расчётными:
Прямоугольный контур |
|
Экспериментальное значение B в центре контура |
Расчётное значение B в центре контура |
1,46 *10-3 |
0.97 *10-3 |
Круговой контур |
|
Экспериментальное значение B в центре контура |
Расчётное значение B в центре контура |
1.42*10-3 |
1 *10-3 |
Отрезок прямого тока |
||
Расстояние от катушки до проводника (см) |
Экспериментальное значение B |
Расчётное значение B |
1 |
1.3*10-3 |
1.1*10-3 |
2 |
0.66*10-3 |
0.54*10-3 |
3 |
0.4*10-3 |
0.35*10-3 |
4 |
0.27*10-3 |
0.25*10-3 |
5 |
0.18*10-3 |
0.19*10-3 |
6 |
0.12*10-3 |
0.15*10-3 |
3. Оцените погрешность измерений в зависимости от класса точности приборов
ΔI = |
0.1А (класс точности 2.0 –это 2% от полной шкалы в 5А |
Δε = |
2,5% |
Выводы
В ходе выполнения работы изучили распределение магнитного поля, образованного прямыми и круговыми токами, построили графики зависимости индукции магнитного поля от расстояния/радиуса, также рассчитали значение индукции магнитного поля и сравнили расчётные данные с экспериментальными. Учитывая класс точности приборов(2.0) оценили погрешность изменений, которая составила 2,5% , что можно считать хорошим результатом. |