Описание экспериментальной установки. Блок-схема экспериментальной установки представлена на рис

Блок-схема экспериментальной установки представлена на рис. 2. Она состоит из: генератора G симметричных импульсов напряжения треугольной формы; образцового сопротивления R; двух исследуемых соленоидов L ₁и L ₂, включаемых по выбору переключателем SA 2и электронного осциллографа ЭО.

Генератор G задает симметричные импульсы напряжения треугольной формы (рис. 3а), имеющие различную частоту (для задания частоты служит переключатель SA 1).

Электронный осциллограф служит для наблюдения формы и измерения величи­ны сигналов напряжения на образцовом сопротивлении и на соленоиде, подключаемых по выбору переключателем SA3. Треугольным импуль­сам напряжения на R соот­ветствуют такие же импуль­сы первичного тока на соле­ноиде L.

Импульсы тока треугольной формы характерны тем, что на участках нарастания и убывания тока (рис. 3 а) скорости измене­ния силы тока постоянны, одинаковы по величине, но имеют раз­ные знаки. Поэтому ЭДС самоиндукции приобретает значения то , то ,т.е. теоретически образует импульсы прямоугольной формы (рис. 3 б). Для вычисления индуктивности L из формулы для самоиндукции надо знать ЭДС и скорость .

Значение определяют по вертикальной шкале на экране осциллографа с учетом цены деления шкалы, заданной при настройке осциллографа. Для измерения осциллограф подключают к соленоиду пере­ключателем SA3.

Скорость изменения силы тока в треугольном импульсе находят, измерив осциллогра­фом максимальное изменение напряжения U на образцовом сопротивлении R и зная заданную частоту ν следования импуль­сов (рис. 3 а):

,

выразив период как . Значение R указано на установке.

Задавая переключателем SA1 различную частоту следова­ния треугольных импульсов, можно убедиться в справедливости закона электромагнитной индукции в широком диапазоне скоро­стей изменения первичного тока, а также более точно вычислить индуктивность L соленоида.

Поскольку амплитуда треугольных импульсов тока в уста­новке автоматически поддерживается постоянной на всех частотах, ЭДС самоиндукции прямо пропорциональна частоте . Коэффициент пропорциональности k определяется статистиче­ским методом наименьших квадратов. Далее вычисляется индук­тивность соленоида по формуле . Цель метода наи­меньших квадратов найти такое значение коэффициента k в урав­нении прямой , построенной на основе n эксперименталь­ных точек, чтобы сумма ординатных отклонений эксперимен­тальных точек от расчетной прямой была минимальной: . Из условия минимума полу­чаем расчетную формулу .