Лабы 2 Семестр / 0207 Маликов Отчет Лабораторная работа №14

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра физики

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №14

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ (магнитный поток, самоиндукция, индуктивность)

Выполнил: Маликов Б.И.

Группа № 0207

Преподаватель: Шишкина М.Н.

Вопросы		Задачи ИДЗ					Даты коллоквиума		Итог

Санкт-Петербург

2021

ПРОТОКОЛ НАБЛЮДЕНИЙ

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №14

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАГНИТНОГО ПОЛЯ (магнитный поток, самоиндукция, индуктивность)

Количество витков катушки: N = 400

Ток: I = 50 [мА]

Напряжение: U = 10 [В]

Радиус катушки: R = 13 [см]

Значение индуцированного напряжения: U = 0,41 [мВ]

Частота переменного тока: f = 1 [кГц]

Число витков катушки датчика: w = 1900

Эффективная площадь сечения катушки датчика: S = 1 [см²]

По плоскости витка:

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
B, мТл	0,96	0,93	0,89	0,84	0,79	0,72	0,66	0,60	0,54	0,48	0,43	0,38
x	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
y	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
B, мТл	0,96	0,93	0,89	0,84	0,79	0,72	0,66	0,60	0,54	0,48	0,43	0,38
x	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0
y	-1	-2	-3	-4	-5	-6	-7	-8	-9	-10	-11	-12

Вдоль оси витка:

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
B, мТл	0,97	0,98	1,01	1,04	1,10	1,16	1,26	1,40	1,61	1,96	2,67	4,80
x	-1	-2	-3	-4	-5	-6	-7	-8	-9	-10	-11	-12
y	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	23	24
B, мТл	0,97	0,98	1,01	1,04	1,10	1,16	1,26	1,40	1,61	1,96	2,67	4,80
x	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
y	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0	0

Произвольный отрезок:

	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
B, мТл	0,83	0,84	0,85	0,85	0,86	0,86	0,87	0,87	0,87	0,86
x	3,5	4	4,5	5	5,5	6	6,5	7	7,5	8
y	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5	4,5

Выполнил: Маликов Б.И.

Группа №0207:

Преподаватель: Шишкина М.Н.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

1. Так как значения индукции магнитного поля в точках, где проводились измерения, были занесены в протокол наблюдений, рассчитаем магнитный поток, сцепленный с исследуемым круговым током:

Д ля начала, рассчитаем максимальное значение напряжения, индуцированного в катушке:

, где f – частота переменного тока, w – число витков катушки

датчика, S - эффективная площадь сечения катушки датчика; =>

U = = 0,41 [мВ]

По формуле: U = = Фf ; Отсюда получаем, что: Ф = ;

Так как: Ψ = NΦ, то Ψ = , где N – число витков в катушке (N = 400)

Значит: Ψ = = = 164 [мкВб]

2. Определим индуктивность катушки кругового тока:

По формуле: Ψ = LI => L = = = 3,3 [мГн]

3. Рассчитаем электродвижущую силу самоиндукции:

По формуле: E = - => |E| = Ψ∙f = 3,3 [В]

4. Вычислим значение магнитного потока через заданный нами контур:

Ф = = _i­∙ = _i­∙S_пр =10^-6∙(0,83+0.84+0,85+0,85+0,86+0,86+0,87+0,87+0,87+0,86)∙0,05∙0,01 = 4,3 [нВб]

5. Рассчитаем для выбранных векторов индукции погрешности их модулей:

По плоскости витка:

△B = , где = 0,0024, △U=0,001 [В]; △x=0,01 [м]; △I = 0,001 [A] => △B = 0,02 [мТл]

B₂ = (0,93 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₅ = (0,79 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₈ = (0,60 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₁ = (0,43 0,02)∙10^-3 [Тл]

Вдоль оси витка:

B₁₄ = (0,93 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₇ = (0,79 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₂₀ = (0,60 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₂₃ = (0,43 0,02)∙10^-3 [Тл]

△B = , где = 0,0024, △U=0,001 [В]; △x=0,01 [м]; △I = 0,001 [A] => △B = 0,02 [мТл]

B₁ = (0,97 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₄ = (1,04 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₇ = (1,26 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₀ = (1,96 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₃ = (0,97 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₆ = (1,04 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₉ = (1,26 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₂₂ = (1,96 0,02)∙10^-3 [Тл]

Произвольный отрезок:

B₁ = (0,83 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₂ = (0,84 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₃ = (0,85 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₄ = (0,85 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₇ = (0,87 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₈ = (0,87 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₉ = (0,87 0,02)∙10^-3 [Тл]

B₁₀ = (0,86 0,02)∙10^-3 [Тл]

6. . Построим график изменения индукции магнитного поля в плоскости витка, используя график, данный в методических указаниях:

7. Начертим эскиз установки и нанесем на него несколько векторов индукции магнитного поля:

ВЫВОД

В ходе данной лабораторной работы мы получили данные, на основании которых смогли вычислить значение магнитного потока через заданный нами контур. Также, на основании полученных данных, построили график изменения индукции магнитного поля в плоскости витка, используя график, данный в методических указаниях. При этом, оба графика построены примерно одинаково, что говорит о правдивости наших вычислений. Также, в результате выполнения данной лабораторной работы нам удалось определить значение индуктивности катушки кругового тока, а также значение ЭДС самоиндукции.