2. Измерения

Собрать установку, состоящую из звукового генератора ЗГ, кассеты ФПЭ-05 с двумя соосно расположенными катушками L₁, L₂ и штоком и электронного осциллографа С1-117/1 (С1-65) (рис. 11.2). Включить в сеть 220 В звуковой генератор и осциллограф и подготовить их к работе.

Обратите внимание. Когда П₁ в положении 1 генератор подключен к контуру L₁. Для измерения ЭДС в контуре L₂ надо переключатель П₂ поставить соответственно в положение 1, а для измерения напряжения на контуре L₁ в положение 2 и т. п.

Задание 1

ИЗМЕРЕНИЕ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ М₂₁ И М₁₂ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВЗАИМНОГО РАСПОЛОЖЕНИЯ КАТУШЕК

1. Напряжение сигнала со звукового генератора ЗГ установите в диапазоне 1  4 В, а его частоту — в пределах 30  200 кГц.

2. С помощью переключателей П₁ и П₂ напряжение подать на катушку L₁, а ЭДС с катушки L₂ на осциллограф.

3. Установите подвижную катушку L₁ в крайнее положение. Перемещая ее в противоположное крайнее положение, через каждый сантиметр запишите значение ЭДС магнитной индукции в цепи катушки L₂.

4. По формуле (2.33) рассчитайте М₂₁. Данные измерений и вычислений занесите в табл. 1.

5. Поменяв местами катушки L₁ и L₂ (с помощью переключателей П₁ и П₂), повторите измерения по п. 1  4.

6. Постройте графики зависимости М₂₁ и М₁₂ как функции координаты z (z — расстояние между центрами катушек L₁ и L₂).

Таблица 1

z, см	, В	М21 ,Гн	z, см	,B	М12,Гн

U_Д =  =

Задание 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ М₂₁ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ НАПРЯЖЕНИИ ПИТАНИЯ

1. Поставьте катушку L₁ в среднее положение относительно катушки L₂.

2. Установите частоту звукового генератора (например, 10⁴ Гц).

3. Изменяя напряжение U_Д, в цепи катушки L₁ снимите зависимость амплитуды ЭДС магнитной индукции от U_Д: = f(U_Д). Измерения провести в интервале 0  5В через 0.5 В.

4. По формуле (11.13) рассчитайте М₂₁. Данные измерений и вычислений занесите в табл. 2.

5. По данным табл. 2 найдите среднее значение М₂₁.

Таблица 2

U0, В
, В
М21, Гн

R = 10⁴ Ом

Задание 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ М₂₁ ДЛЯ РАЗЛИЧНЫХ ЧАСТОТ ГЕНЕРАТОРА

1. Поставьте катушку L₁ в среднее-положение относительно катушки L₂.

2. Установите амплитуду напряжения звукового генератора по указанию преподавателя (например, 2В).

3. Изменяя частоту генератора ЗГ от 5 до 20 кГц (не менее 10 точек), снимите зависимость амплитуды ЭДС индукции от частоты подаваемого напряжения.

4. По формуле (2.33) рассчитайте М₂₁. Данные измерений и вычислений занесите в табл. 3.

5. По данным табл. 3 найдите среднее значение M₂₁.

6. Для одного из полученных значений M₂₁ рассчитайте абсолютную и относительную погрешности и / M₂₁

Таблица 3

, Гц
, В
М21, Гн

U_Д = R = 10⁴ Ом

Контрольные вопросы

1. Сформулируйте закон индукции и правило Ленца.

2. В чем состоит явление взаимной индукции? От чего зависит взаимная индуктивность?

3. На замкнутом железном сердечнике с магнитной проницаемостью  намотаны две катушки с числом витков N₁ и N₂. Вывести формулы для взаимной индуктивности, если длина сердечника l, а площадь поперечного сечения S.