Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


»сследование магнитного пол€ соленоида




 

–ис 1.1. Ѕлок-схема установки дл€ изучени€ пол€ соленоида

ƒл€ проведени€ эксперимента используетс€ установка, состо€ща€ из модул€ ‘ѕЁ-04м и источника питани€ »ѕ. Ѕлок-схема установки показана на рис.1.1.

ћодуль ‘ѕЁ-04ћ предназначен дл€ выполнени€ учебных работ по магнетизму и позвол€ет проводить измерение индукции магнитного пол€ на оси длинного соленоида с помощью датчика ’олла и определ€ть энергию магнитного пол€ катушки с током методом экстратока размыкани€.

ћодуль размещен в типовом корпусе из пластмассы и содержит:

- соленоид L, представл€ющий собой катушку медного провода, намотанного на немагнитный трубчатый каркас, внутри которого локализуетс€ магнитное поле;

- тумблер S1 дл€ размыкани€ цепи питани€ соленоида;

- диодно-конденсаторную €чейку VD дл€ перевода энергии магнитного пол€ катушки в энергию электрического пол€;

- разъемы дл€ подключени€ источника питани€ соленоида (XP1) и датчика ’олла (XP2);

- кнопка S2 дл€ обнулени€ зар€да конденсатора;

- гнезда ’1 и ’2 дл€ подключени€ прибора, измер€ющего Ёƒ— ’олла (милливольтметра);

- гнезда ’3 и ’4 дл€ подключени€ вольтметра, измер€ющего напр€жение зар€женного конденсатора —.

ƒатчик ’олла V1 по конструкции похож на обычный транзистор и размещен на конце штока, который может перемещать этот датчик вдоль оси соленоида, причем координата датчика отсчитываетс€ по шкале, нанесенной на шток.

–ис 1.2. —хема блока ‘ѕЁ-04м дл€ создани€ и исследовани€ магнитного пол€ соленоида

—хема модернизированного блока приведена на рисунке 1.2.

 

Ѕлок ‘ѕЁ-4ћ позвол€ет реализовать следующие режимы работы:

- измерение магнитной индукции на оси соленоида. “ок через соленоид создаетс€ источником (5Е.25 B), встроенным в блок »ѕ. Ёƒ— ’олла измер€етс€ мультиметром на шкале 0Е.200 м¬;

- переходный процесс размыкани€ цепи тока индуктивности (тумблер S1). Ёƒ— самоиндукции вызывает зар€д конденсатора —, т.е. переход энергии магнитного пол€ в энергию пол€ электрического;

- сброс напр€жени€ на конденсаторе перед очередным измерением (кнопка S2).

ѕитание схемы производитс€ от типового источника типа »ѕ посредством многожильного кабел€ через разъемы на задних стенках обоих модулей. ¬ольтметр или осциллограф подключаютс€ кабелем через гнезда на задней стенке модул€ ‘ѕЁ-04м при измерении энергии магнитного пол€ и через гнезда на передней панели при измерении магнитной индукции.

Ёкспериментальна€ часть работы основана на приведенных в теоретическом разделе соотношени€х физических величин, вход€щих во взаимодействие в процессе опыта, поэтому исполнителю важно овладеть базовыми определени€ми таких пон€тий, как магнитное и электрическое поле, свойства накопителей энергии (индуктивность, емкость), электрическа€ и магнитна€ индукци€.

¬озможны разные вариации экспериментов, но рекомендуетс€ следующий пор€док работ.

  ќбщий вид установки

1. »змерение энергии магнитного пол€ катушки с током. »де€ опыта вытекает из закона сохранени€ энергии. ѕри размыкании цепи питани€ катушки на ее концах возникает Ёƒ— самоиндукции. ѕуть дл€ зар€дов открыт по цепи: катушка L, диод VD1 и конденсатор —. ѕосле достижени€ напр€жением на конденсаторе максимального значени€ оно остаетс€ неизменным, если измерительный прибор, например осциллограф, не отбирает зар€д. ѕри использовании мультиметра отсчет напр€жени€ следует производить как можно быстрее.

–абоча€ формула:

,

где Ц ток через катушку, Ц напр€жение на конденсаторе, и Ц потери энергии на активном сопротивлении.

ќценка вклада активного сопротивлени€ не входит в задачу данной работы. ѕредполагаетс€ лишь, что эта величина незначительна. ”спешным студентам предлагаетс€ по величине зар€да конденсатора и времени спадани€ тока в несколько миллисекунд оценить потери энергии на нагрев проводов.

»змерени€ следует провести при разных токах через катушку, после чего построить график зависимости энергии магнитного пол€ от тока.

2. –асчет индуктивности по данным эксперимента. ѕредыдущий эксперимент можно использовать дл€ измерени€ индуктивности катушки. ¬ этом случае рабоча€ формула приобретает вид

ѕровед€ измерени€ при разных токах необходимо построить график зависимости индуктивности от тока и объ€снить результаты.

3. “еоретический расчет индуктивности по геометрическим размерам и моточным данным катушки. “ребуетс€ найти в учебной литературе подход€щую формулу, сделать расчет и сравнить результат с экспериментом.

4. »змерение распределени€ магнитной индукции вдоль оси катушки. »змерение производ€т с помощью датчика ’олла, перемеща€ шток с датчиком вдоль оси и записыва€ зависимость Ёƒ— ’олла от координаты при разных значени€х тока через катушку, который служит в качестве параметра.

5. “еоретический расчет значени€ магнитной индукции на оси катушки с использованием известных формул из учебной литературы. ÷ель расчета Ц оценка применимости этих формул при проектировании катушек ин-дуктивности.

–езультаты работы следует оформить в виде протокола лабораторной работы, в котором привести итоги опытов в виде таблиц и графиков с собственными выводами.

 

 

–абота є 2

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-09-20; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 603 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ќе будет большим злом, если студент впадет в заблуждение; если же ошибаютс€ великие умы, мир дорого оплачивает их ошибки. © Ќикола “есла
==> читать все изречени€...

2350 - | 2083 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.008 с.