Описание установки

Установка для выполнения работы собрана на отдельной панели согласно схеме, представленной на рис. 7. Вне панели находятся: баллистический гальванометрГ, источник постоянного тока (отдельный блок).

Схема содержит две отдельные цепи: IиII.

Цепь I включает выпрямитель, амперметр (на панели выпрямителя), коммутатор K , служащий для изменения направления тока либо в катушке L_K , либо в «бесконечном» соленоиде L_C . Катушка L_K является исследуемым круговым током. «Бесконечный» соленоид L_C используется только при определении баллистической постоянной b'. Переключатель П позволяет включать в первичную цепь I сначала «бесконечный» соленоид L_C, потом исследуемый круговой ток L_K.

Вторичная цепь II состоит из двух катушек L и L_Г и гальванометра Г, соединенных последовательно. Катушка L_Г надета на бесконечный соленоид и используется при определении баллистической постоянной установки b'. Катушка L – подвижная, располагается на оси кругового тока и предназначена для исследования магнитного поля, создаваемого L_K. Сопротивление цепи II в процессе опытов не изменяется.

В установке предусмотрена возможность перемещения измерительной катушки L вдоль оси кругового тока L_K, а также возможность поворота катушки L вокруг ее вертикальной оси.

Порядок выполнения работы

1. Перед началом работы необходимо убедиться в правильности схемы, используемой для выполнения работы. Движок реостата R₁ должен занимать среднее положение. Затем определяют цены делений используемого амперметра ( расположен на лицевой панели блока питания).

2. Перед включением гальванометра Г установите штепсельный переключатель, находящийся на его передней панели ниже отсчетной шкалы слева, в положении «220». Включите шнур питания прибора в сеть. Затем необходимо разарретировать подвижную часть гальванометра, для чего установить ручку переключателя (на передней панели справа) на указатель 1/10. По окончании работы прибор должен постоянно находиться в арретированном состоянии.

Перед началом работы проверяют положение светового указателя (зайчика) на шкале. Если он не находится на нулевой отметке, то устанавливают его на нулевое деление шкалы с помощью корректора, расположенного на боковой панели справа.

3.Включите блок питания в сеть и нажмите краснуюкнопку “Вкл.”.

Задание 1.Определение баллистической постоянной установки b'.

1. Переключатель Пнеобходимо перевести, а положение, когда к источнику питания подключен бесконечный соленоидL_C. Пользуясь амперметром на панели блока питания и изменяя сопротивление реостатаR₁, установите ток в цепи соленоидаi_C=160 mА.

2. Переключая коммутатор К, зарегистрируйте отбросm_C указателя по шкале гальванометра. Проделайте измерения 4 раза (по 2 раза в каждую сторону). Определите среднее значение отклонения указателя в делениях шкалыm_C.

3. По формуле (26) рассчитайте баллистическую постоянную b', используя параметры установки.

3. Повторите измерения отброса m_Cпри других значениях тока (240mA,200mA). Определите сноваb'. Найдите среднее значениеb', а также абсолютную и относительную погрешности определенияb'. Результаты измерений и расчетов занесите в таблицу 1.

4.

Таблица 1

Ток iC, A	Отклонение mc			Баллистическая постоянная. b '	Погрешности b'
	влево	вправо	ср. зн.	b 'b 'ср	абсол.	относ.%
0,16 0,20 0,26

Баллистическая постоянная b' =……………. ,

Задание 2. Изучение зависимости величины магнитной индукции В на оси кругового тока от величины тока и от координат точки поля , отсчитанной от плоскости витка В = f (i,x ).

1. С помощью переключателя П включите в цепь 1 круговой контур L_K вместо «бесконечного» соленоида L_С. Проверьте установку светового указателя на нулевое деление отсчетной шкалы.

2. Используя амперметр на панели блока питания, установите ток i в цепи кругового контура L_K равным: i _K = 0,20 A. Переключая коммутатор К, зарегистрируйте отброс зайчика по шкале гальванометра. Проделайте измерения 4 раза (по 2 раза в каждую сторону). Определите среднее значение отброса в делениях шкалы <m_K>.

3. При данном токе передвиньте измерительную катушку L, располагая ее последовательно на расстояниях: х=20, 50, 100, 150, 200, 250 мм от плоскости кругового тока. Каждый раз коммутируя ток в L_K, определяют раза максимальный отброс зайчика m_K. Результаты записывают в таблицу 2.

4. Повторите все измерения для величин токов кругового контура, равных 0,24А и 0,30 А. Результаты запишите в таблицу 2.

5. По формуле (23) рассчитайте величину В. Значение А₂ следует взять из паспорта установки.

6. Методом косвенных измерений оцените относительную погрешность при измерении В.

7. Представьте графически зависимость В от координаты точки поля, отсчитанной от плоскости кругового тока L_K, для разных величин токов в круговом контуре.

8. Рассчитайте величину В по формуле (12) на оси кругового тока для точек, находящихся на расстоянии: х₁=50 мм и х₂=200 мм от плоскости при токе через нее i=0,2 А. Сопоставьте полученные значения с величинами В, найденными экспериментально. При этом средний диаметр катушки L_K принять равным 22см, а число ее витков 270.

Таблица 2

Х, Мм

iK = 0,20 А

В1

iK = 0,24 A

B2

iK = 0,30 A

B3

отклонение mK

отклонение mK

отклонение mK

вле-во

впра-во

ср. зн.

вле-во

вправо

ср зн.

Вле -во

вправо

ср. зн

0

50

100

150

200

250

Задание 3. Изучение зависимости магнитного потока Ф через измерительную катушку L при изменении ее ориентации относительно вектора магнитной индукции .

1. Установите измерительную катушку L на расстоянии х=50мм от плоскости кругового тока. Используя амперметр блока питания, установите ток в круговом контуре i_K = 0,30 А.

2.Переключая коммутатор К, зарегистрируйте отброс m зайчика по шкале при различных ориентациях оси измерительной катушки к оси кругового тока L_K. Для этого с помощью транспортира, прикрепленного к L, устанавливают последовательно углы, равные: a=0⁰, 30⁰, 45⁰, 60⁰, 90⁰, 120⁰, 135⁰, 180⁰. При каждом значении угла производят коммутацию тока в LK 4 раза (по 2 раза в каждую сторону) и рассчитывают средний отброс m.

3.Используя (27), рассчитывают величины магнитного потока Ф при разных углах ориентации измерительной катушки. Величину b' берут из задания № 1 . Значение сопротивления R₂ цепи гальванометра указано в паспорте установки.

4.Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу 3. Определите относительную погрешность измерения магнитного потока.

5.Постройте график зависимости: Ф=f (a).

Таблица 3

a ,0	Отклонение m			Магнитный поток Ф, Вб
	влево	вправо	ср. зн.
00 300 1800