Энергия магнитного поля (120

220

~ 6

L r

Рис. 16. Схема измерения индуктивности

спомощью переменного тока

3.Включить понижающий трансформатор в сеть 220 В с помощью вилки.

4.Измерить напряжение UR0. Результат записать в табл. 5.

5.Подключить вольтметр к гнездам «U0», измерить напряжение. Результат записать в табл. 5.

6.Выключить сетевое питание блоков питания № 2 и № 4.

7.Вычислить индуктивность L по формуле (12). Результат записать в табл. 5 и 6.

Таблица 5

Измерение индуктивности с помощью переменного тока

Параметры схемы: R = 1677 Ом, r = 351 Ом, ω = 2πν = 100π

31

Задание 7. Обработка результатов измерений задания 3.

1.По результатам измерений, приведенным в табл. 2, постро-

ить на миллиметровой бумаге графическую зависимость магнитной энергии Wм(I 2). Через отчетливо нанесенные на график экспериментальные точки и начало координат провести наилучшую на глаз прямую.

2.Построенную графическую зависимость сравнить с формулой (4). Сделать выводы.

3.Используя полученный график и формулу (4), вычислить индуктивность L катушки. Для расчета рекомендуем подставить

вформулу (4) значения Wм и I 2 для некоторой точки (не обязательно экспериментальной), лежащей на проведенной прямой. Величину I 2 выразить в квадратных амперах. Результат вычисления индуктивности записать в табл. 6.

Таблица 6

Результаты измерения индуктивности катушки

4. Сравнить результаты измерения индуктивности двумя методами: с помощью калориметра и с помощью переменного тока. Совпадение результатов служит доказательством того, что магнитная энергия измеряется калориметром достаточно точно.

32

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Что такое магнитное поле? Каковы его источники?

2.Дать определение магнитной индукции.

3.Чему равны силы Лоренца и Ампера?

4.Что такое линии магнитной индукции? Каким свойством они обладают?

5.Объяснить методику расчета магнитной индукции по известным токам в проводах.

6.Какому закону подчиняется явление электромагнитной индукции?

7.В чем заключается правило Ленца?

8.Дать определение индуктивности, указать единицу ее измерения.

9.В чем состоит явление самоиндукции? Чему равна ЭДС самоиндукции?

10.Как зависит магнитная энергия катушки с током от силы

тока?

11.Как связана объемная плотность энергии магнитного поля с магнитной индукцией?

12.Как устроен калориметр? Объяснить методику измерения энергии магнитного поля катушки индуктивности.

33

ЛИТЕРАТУРА

1.Калашников С.Г. Электричество. М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. 624 с.

2.Иродов И.Е. Электромагнетизм. Основные законы. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2007. 319 с.

3.Савельев И.В. Курс общей физики: В 3 т. Т. 2: Электричество и магнетизм. Волны. Оптика. М.: Наука, 1982. 496 с.

4.Фетисов И.Н. Измерение энергии стационарных электрического и магнитного полей с помощью калориметра. Шестая международная конференция «Физика в системе современного образования» (ФССО–01): Тез. доклада, том 2. Ярославль: Изд-во ЯГПУ им. К.Д. Ушинского, 2001.

5.Фетисов И.Н. Лабораторная работа Э-60 «Энергия электрического поля». М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010.

34

35

Учебное издание

Фетисов Игорь Николаевич

ЭНЕРГИЯМАГНИТНОГОПОЛЯ

Редактор О.М. Королева Корректор О.В. Калашникова

Компьютерная верстка С.А. Серебряковой

Подписано в печать 10.09.2012. Формат 60×84/16. Усл. печ. л. 2,09. Тираж 100 экз. Изд. № 111. Заказ

Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана. Типография МГТУ им. Н.Э. Баумана. 105005, Москва, 2-я Бауманская ул., 5.

36