Методика исследования

Для измерения магнитной индукции в данной работе используется индукционный датчик, соединенный с чувствительным вольтметром. Датчик представляет собой небольшую цилиндрическую катушку с сердечником из электротехнической стали. Действие датчика основано на явлении электромагнитной индукции: при изменении магнитного потока Ф пронизывающего виток датчика, в нем возникает э.д.с. , равная со знаком минус скорости изменения потока, т.е.

Суммарная э.д.с. индукции, которая возникает в датчике, содержащем N витков, будет в N раз больше:

(7)

Если магнитное поле создается проводником с переменным током,

(8)

то магнитная индукция этого поля также изменяется по гармоническому (синусоидальному) закону:

(9)

в формулах (8), (9) - циклическая частота; - частота; и есть соответственно амплитудные значения тока и магнитной индукции.

Согласно определению магнитный поток Ф через поперечное сечение датчика площадью S равен:

(10)

где – проекция вектора магнитной индукции на направление нормали к площадке (см.рис.7). подставим (9) и (10), получим

(11)

где - проекция вектора В на направление нормали . Из формул (7) и (11) находим

(12)

Вольтметр, подключенный к датчику, измеряет действующее (эффективное) значение напряжения U на датчике.

В силу формулы (10)

Отсюда (13)

Экспериментальная часть Задание 1. Изучение магнитного поля кругового тока

1. На пульте второй тумблер поставить в положение «Круг.».

2. Шкалу вольтметра установить равной 100 мВ. В дальнейшем при необходимости следует переключать предел измерения напряжения на 30 мВ и менее.

3. Включить вольтметр и лабораторную установку в сеть.

4. Для 6-10-и выбранных точек на оси линейки с помощью датчика произвести измерение ЭДС индукции в каждой точке. Датчик располагать так, чтобы силовые линии были перпендикулярны плоскости датчика. (Плоскость поперечного сечения датчика параллельна плоскости круга).

5. Результаты измерений занести в таблицу 1.

6. Рассчитать значения индукции магнитного поля по формуле (13). Необходимые для расчета данные приведены в таблице 3.

7. Построить графики зависимости и .

Таблица 1.

Номер точки	, см	, м-3	U, мВ	В, мкТл
1	0
2	-
.	-
.	.

Задание 2. Изучение магнитного поля прямолинейного проводника с током

1. На пульте второй тумблер поставить в положение «Прям.».

2. Для 4-8-и выбранных точек на плоскости планшета с помощью датчика измерить ЭДС индукции. Датчик располагать так, чтобы силовые линии были перпендикулярны плоскости датчика.

3. Результаты измерений занести в таблицу 2.

4. Рассчитать значения индукции магнитного поля по формуле (13).

5. Построить графики зависимости и .

Таблица 2.

Номер точки	, м	, м-1	U, мВ	В, мкТл
1	.
2	.
...	.

В заключении к лабораторной работе делать выводы о характере зависимости от расстояния индукции магнитного поля прямолинейного проводника с током и о характере изменения индукции магнитного поля кругового витка с током вдоль его оси.

Таблица 3

Число витков	=325
Площадь витка	S=7∙10-6 м2
Циклическая частота тока	314,16 рад/с
Магнитная проницаемость сердечника	1700