7.2 Описание установки и метода измерений

Н а рис. 7.6 изображена электрическая схема установки. Исследуемым веществом является железо, из которого изготовлен

Рисунок 7.6

сердечник тороида Т. Первичная обмотка тороида имеет N₁ витков и соединяется через двухполюсный переключатель П с источником постоянного тока Е. Ток, создаваемый в обмотке N₁, регулируется реостатом R и измеряется амперметром А. Вторичная обмотка тороида имеет N₂ витков и соединяется с баллистическим гальванометром G.

Внешнее магнитное поле напряженностью Н внутри тороида создается током I₁ в первичной обмотке, причем

(7.9)

где L - длина осевой линии тороида; n₁ - число витков первичной обмотки, приходящееся на единицу длины тороида.

Для измерения индукции магнитного поля В в сердечнике тороида используется баллистический метод, который заключается в изменении с помощью переключателя П направления тока I₁ и замере сопровождающего это изменение отклонения зайчика гальванометра. Магнитный поток, проходящий через вторичную обмотку,

Ф₂ = В S N₂, (7.10)

где S - площадь поперечного сечения сердечника тороида. Вектор магнитной индукции направлен в каждой точке по касательной к

66

осевой линии тороида и перпендикулярно к плоскости витка, поэтому в формуле (5.7) cos()=1. При изменении направления тока в первичной обмотке изменяется на противоположное направление вектора , тогда знак магнитного потока Ф тоже изменяется. В этом случае изменение магнитного потока через вторичную обмотку

 = 2 Ф₂ = 2 В S N₂. (7.11)

Изменение магнитного поля в тороиде приводит к появлений ЭДС индукции и электрического тока во вторичной обмотке. Кратковременный импульс тока фиксируется баллистическим гальванометром - первое, максимальное отклонение его зайчика пропорционально величине заряда q, прошедшего через гальванометр:

q =  а, (7.12)

где  — баллистическая постоянная гальванометра, а- максимальное отклонение зайчика гальванометра. Величина заряда q из определения силы тока (I = dq/dt) и закона Ома для замкнутой цепи (I = /R) может быть выражена через _инд:

,

где R - полное сопротивление цепи вторичной обмотки и гальванометра. Подстановка в эту формулу закона (7.9) приводит к выражению

. (7.13)

Сравнение формул (7.12) и (7.13) позволяет определить величину магнитной индукции:

, (7.14)

где С- постоянная величина,

. (7.15)

67

7.3 Порядок выполнения работы

1. Записать в табл, 7.1 паспортные данные установки.

Таблица 7.1

, Кл/дел.	. R, Ом	S, м2	L. м	N1	N2	С. Тл/дел.

2. Собрать установку по схеме, изображенной на рис. 7.6 (реостат R и двухполюсный переключатель П могут быть вмонтированы в корпус установки). После проверки электрической цепи преподавателем подключить источник постоянного напряжения Е. Включить осветитель гальванометра и установить зайчик на нуль шкалы.

3. Замкнуть переключателем П цепь первичной обмотки и с помощью реостата R установить ток I₁ = 0,5 А. Несколько раз переключателем П изменить направление тока в цепи для того, чтобы создать устойчивое намагничивание в железе.

7. Дождавшись установки зайчика на нуль шкалы, быстрым переключением двухполюсного переключателя П изменить направление тока в первичной обмотке, заметить величину максимального отклонения зайчика гальванометра а, выразив ее в числе наименьших делений шкалы (мм).

5. Увеличивая ток в первичной обмотке на 0,1 А, повторять для каждого значения тока измерения, описанные в п.п. 3, 7. Максимальное значение тока, при котором следует проводить измерения, - 1,5 А. Результаты всех измерений записать в табл. 7.2.

Таблица 7.2

I1, A	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5
а, дел.
Н, А/м
В, Тл


68