Хід виконання лабораторної роботи
1. Ознайомитись з установкою, зібраною за схемою, що показана на Рис.2.
2.
Замикаючи і розмика-ючи
ключ SA,
підібрати за допомогою реостата таку
силу струму в колі соленоїда, щоб відкид
стрілки (або “зайчика”) балістичного
гальванометра був близьким до
максимального.
3. Замикаючи і роз-микаючи ключ SA, виміряти величину відкидів стрілки гальванометра (вимірювання виконати 6-8 разів). Результати вимірювань занести в Таблицю 1.
4. За формулою (18) обчислити значення індуктивності соленоїда. Визначити надійний (довірчий) інтервал похибки результату його вимірювання за методом обробки експериментальних даних при непрямих вимірюваннях.
Таблиця 1
i |
J |
1 |
2 |
|
J |
|
|
|
|
1 2 . . 6-8 |
|
|
|
|
L |
|
|||
L |
|
|||
5.
Чисельно проінтегрувати функцію
.
Для цього розбити інтервал
на 7-8 відрізків з
кроком
см. Координата
відповідає центру соленоїда,
см,
см
і т.д. Заповнити Таблицю 2, поставивши
навпроти координат
і т.д. відповідні значення напруженості
магнітного поля
.
В Таблиці 2
–
це значення напруженості магнітного
поля лівіше, а
– правіше від геометричного центра
соленоїда,
а
– середнє значення напруженості
магнітного поля для двох точок,
рівновіддалених від його центра і
розміщених на осі ОХ.
Таблиця 2.
x, см |
H+ |
H– |
|
|
x0 x1 x2 ... ...
|
0 1 2 ... ...
|
|
|
|
Значення і визначені при виконанні лабораторної роботи № 34.
Для конкретного завдання даної роботи формула (13) для чисельного інтегрування може бути записана в такому вигляді:
(19)
де
–
напруженість магнітного поля в центрі
соленоїда (при
);
–
в точці
,
віддаленій від центра соленоїда на 1 см
(середнє значення з Таблиці 2,
м);
–
відповідає напруженості в точці, що
знаходиться в кінці соленоїда.
Обчислити
інтеграл
,
використавши дані Таблиці 2, за допомогою
комп’ютера в комп’ютерному класі.
6. Обчислити
значення магнітного потоку за формулою
(12) і значення індуктивності соленоїда
за формулою (2), узявши для цього силу
струму
,
що проходить через соленоїд з Таблиці
1, лабораторна
робота № 34.
7. Порівняти розрахункове і експериментальне значення коефіцієнта самоіндукції соленоїда.
Контрольні запитання
1. У чому полягає явище самоіндукції?
2. Яка величина називається індуктивністю контура, від чого вона залежить?
3. В яких одиницях вимірюється індуктивність?
4. Виведіть формулу для обчислення індуктивності соленоїда.
5. Який фізичний зміст індуктивності контура? Як зв'язаний індукційний струм з індуктивністю контура?
6. Сформулюйте і запишіть основний закон електромагнітної індукції. Запишіть вираз для ЕРС самоіндукції.
7. Покажіть, що основний закон електромагнітної індукції є наслідком закону збереження енергії.
8. За допомогою якого співвідношення можна пояснити енергетичний зміст індуктивності?
9. Як і чому індуктивність соленоїда залежить від магнітної проникності його осердя?
10. Чому дорівнює потокозчеплення контура, у якому виникає ЕРС самоіндукції?
11. Поясніть метод визначення індуктивності соленоїда у даній роботі.
12. Яке призначення в даній роботі вимірювальної котушки? Якою вона повинна бути?
13. Чому дорівнює магнітний потік, що пронизує вимірювальну котушку? Поясніть формулу.
14. Яке призначення балістичного гальванометра і як визначити кількість електрики, що проходить через вимірювальну котушку?
15. Чому вимірювання в даній роботі проводяться тільки в момент замикання і розмикання кола?
16. Виведіть формулу для розрахунку індуктивності соленоїда в даній роботі.
17. За якою формулою можна визначити теоретичне значення індуктивності соленоїда?
18.
Яке призначення в роботі котушки
?
Що означають у таблиці величини
;
як визначаються на досліді їхні значення?
19. Як можна обчислити індуктивність короткого соленоїда, використовуючи метод чисельного інтегрування?