geologia[1] / test geology / Mixed tests / 2-й сем / Отчеты / Отчет №17 / 17 Чернобай В. И

Цель работы – изучение явления взаимной индукции и измерение коэффициента взаимной индукции двух соленоидов.

Общие сведения.

Рассмотрим два контура, изготовленных из проволоки (рис. 1).

Пусть в контуре 1 протекает электрический ток силой I₁ ампер. Этот электрический ток вызывает магнитное поле, тем больше, чем больше сила тока I₁ Часть силовых линий этого поля пересекает площадь второго контура. Таким образом, магнитный поток Ф_2,1, проходящий через площадь второго контура будет пропорциональна I₁:

Ф_2,1=M_2,1I₁ (1)

где M_2,1 коэффициент пропорциональности.

Если источник тока отключить от первого контура и подключить ко второму, то в нём возникнет электрический ток I_2.. Теперь магнитный поток, создаваемый током I₂ и проходящий через площадь, первого контура, будет равен Ф_1,2=M_1,2I₂, причем можно показать, что:

M_2,1 = M_1,2 = M.

Если контуры состоят не из одного витка, как на рисунке 1, а каждый из нескольких витков, то необходимо находить поток магнитного поля через площадь всех витков конкретного контура. Пропорциональность силе тока, вызывающей магнитное поле, и в этом случае сохраняется, но теперь поток идущий через площадь всех витков контура называется потокосцеплением и обозначается греческой буквой .

Так, например, если электрический ток идёт по виткам первого контура (сила тока I₁), то имеем для потокосцепления, проходящего через площадь всех витков второго контура:

(1)

Коэффициент пропорциональности М называется коэффициентом взаимной индукции и в системе СИ измеряется в Генри (Гн). Численное значение коэффициента взаимной индукции зависит от формы, размеров, числа витков в каждом из контуров, взаимного их расположения и магнитных свойств среды.

Принципиальная схема установки

Описание лабораторной установки

Электрическая схема лабораторной установки (рис.3) включает генератор переменного тока, первый контур, представленный длинным соленоидом и второй контур (катушка малого диаметра), размещённый внутри длинного соленоида. Катушка может вращаться вокруг вертикальной оси. Угол поворота между осями длинного соленоида и катушки может быть определен по лимбу, размещённому на длинном соленоиде. В установке имеется вольтметр для измерения напряжения на зажимах второго контура.

С помощью ручек управления, размещённых на генераторе переменного тока можно изменять как частоту тока, так и его величину.

Расчёты.

Таблица 1

f = 5 кГц,. I0 = 10 mA
cos	00	100	200	300	400	500	600	700	800	900
U2, В	45	45	42	40	35	29	26	15	8	4
М, мГн	0,143	0,143	0,134	0,127	0,111	0,092	0,083	0,048	0,025	0,001

Пример расчётов:

Таблица 2

I0= 10 mA =0
f, кГц	U2, мВ	М0, мГн	М0, мГн
5	45	0,143	0,043
0,5	3	0,095

Пример расчётов:

Таблица 3

f=50 кГц =0
I0, mA	U2, мВ	М0, мГн
2	12	0,019
4	16	0,025
6	26	0,041
8	35	0,056
10	45	0,072

Пример расчётов:

Расчёт погрешностей: Результаты:

М_а = (1,43±0,004)▪10^-2 Гн;

М₀ = (1,43±0,43)▪10^-2 Гн

М₀ = (0,19±0,04)▪10^-2 Гн

Вывод:

В ходе выполнения лабораторной работы было обнаружено, что коэффициент взаимной индукции обратно пропорционален частоте f и амплитуде силы тока I₀.

Министерство образования Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 17

По дисциплине: Физика

Тема: «Определение коэффициента взаимной индукции двух СОЛЕНОИДОВ»

Выполнил: студент гр. РФ-03___ _____________ Пасынков А. В.

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Оценка: _____________

Дата: __________________

Проверил: ____________ Чернобай В. И.

^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2004 год.