Методика и техника проведения измерений
Если датчик помещен в какое-либо отверстие на панели, находящейся в магнитном поле коротких соленоидов, милливольтметр, подключенный к датчику, будет показывать некоторое эффективное значение переменного во времени ЭДС, величина которой, при прочих равных условиях, зависит от угла между нормалью к плоскости и направлением вектора индукции магнитного поля в области нахождения датчика. Поэтому для определения положения силовой линии в исследуемой области поля необходимо датчик поворачивать в отверстии панели вокруг своей оси таким образом, чтобы милливольтметр, подключенный к нему, показал максимальное значение величины ЭДС. Именно это значение ЭДС, необходимо записывать в таблицу. Величина эффективного значения модуля вектора индукции магнитного поля в этой области находится как Вэфф = / К. (6)
Амплитудное значение: В0 = Вэфф. (7)
Таблица 1
№№ |
Iэфф, А |
, мВ |
Вэфф, мТл |
К, |
||
1 |
0,5 |
61,8 |
61,9 |
61,85 |
4,9 |
63,11 |
2 |
1 |
124,9 |
124 |
124,45 |
9,8 |
|
3 |
1,5 |
190,2 |
190,3 |
190,25 |
14,7 |
|
4 |
2 |
253,4 |
252,5 |
252,95 |
19,6 |
n0=780
μ0=4π10-7Гн/м
-
Bэф= 4*3,14*10-7*780*0,5=4898,4 Тл
-
Bэф= 4*3,14*10-7*780*1=9796,8 Тл
-
Bэф= 4*3,14*10-7*780*1,5=14695,2 Тл
-
Bэф= 4*3,14*10-7*780*2=19593,6 Тл
К’=K/0.975=64,72
Таблица 2
Местонахождение точки |
, мB |
B10-3,Тл (эксп). |
В·10-3, Тл ( теор). |
В центре на оси короткого соленоида |
179.3 |
62.8 |
19.97
2.58
1.57
|
В центре на расстоянии равном радиусу короткого соленоида |
72.75 |
1.6 |
|
В центре на большом расстоянии от короткого соленоида |
53 |
1.16 |
|
Вдоль линии, перпендикулярной оси короткого соленоида в девяти точках: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
|
192.8 188.2 181.2 177.9 177.3 172.7 182.1 195.6 198.1 |
42.1 41.4 39.9 39.1 39 38 40.1 43 43.6 |
95.1 |
96.4 |
94.6 |
93 |
91.3 |
91.1 |
94.5 |
95.2 |
94.3 |
93 |
91.7 |
90.4 |
93.8 |
94.5 |
93.8 |
92.8 |
91.9 |
91.2 |
94.1 |
94.8 |
94 |
92.5 |
91.7 |
90.4 |
94.9 |
95.5 |
94.3 |
92.6 |
90.9 |
89.1 |
90.3 |
92.8 |
95.9 |
98.5 |
103.4 |
107.2 |
90.4 |
92.7 |
95.8 |
97.5 |
102.5 |
104.7 |
90.8 |
92.5 |
95.6 |
98.7 |
101.4 |
103.7 |
90.5 |
92.1 |
93.7 |
98 |
102.7 |
102.8 |
89.4 |
91.2 |
94.5 |
97.4 |
100.6 |
103.2 |
=4*3.14*10-7*1.5*212/2*0.1=19970 Тл
-
62.8 мТл
-
2.58 мТл
-
1.57 мТл
Вывод: В ходе лабораторной работы мы исследовали переменное магнитное поле с помощью тарирования измерительной катушки и измерения магнитного поля коротких соленоидов. В первом опыте мы определили максимальную величину эффективной ЭДС для различных токов, вычислили эффективные значения магнитной индукции, а также определили тарировочный коэффициент. Во втором опыте мы при постоянных токе и напряжении добились максимального значения ЭДС в ряде точек, расположенных на определенном расстоянии от соленоида, и во всех точках между двумя катушками. Вычислив теоретическое и экспериментальное значения индукции, пришли к выводу, что опыт прошел удачно. Небольшие отклонения от теоретических значений можно объяснить человеческим фактором и наличием рядом еще одной катушки. Также определили зависимость изменения ЭДС между катушками и значение индукции вдоль линий, перпендикулярных оси в ряде точек. Вдоль линий, перпендикулярных оси, амплитудное значение индукции при приближении к оси линейно уменьшается. Это происходит из-за краевого эффекта. Значение ЭДС между двумя катушками при приближении к центру уменьшается, а на одном расстоянии от катушек, но на различном расстоянии от оси, ЭДС увеличивается в зависимости от отдаления от оси. Это происходит из-за того, что на концах учитывается краевой эффект, а также из-за наличия еще одной катушки недалеко от соленоида.