Лекции.Орг


Поиск:




Методика выполнения работы. Цель работы:экспериментальное изучение распределения магнитного поля вдоль оси соленоида конечной длины.




ИЗУЧЕНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ СОЛЕНОИДА

 

Цель работы: экспериментальное изучение распределения магнитного поля вдоль оси соленоида конечной длины.

 

Приборы и материалы: лабораторный стенд, имеющий соленоид, датчик индукционный на рейтере, плату объектов; генератор сигналов; осциллограф; прибор для изменения силы тока; набор соединительных проводов.

 

Краткая теория

Соленоидом называют катушку цилиндрической или иной формы из проволоки, витки которой намотаны в одном направлении (рис. 8.1).

Магнитное поле соленоида представляет со­бой результат сложения полей создаваемых круго­выми токами, расположенными вплотную и имеющими общую ось. Сечение соленоида схема-

 

тично показано на рис. 8.2.

Распределение магнитной индукции по длине соленоида вдоль его оси О1О2 описывается выражением:

, (8.1)

где – сила тока, протекающего по соленоиду; – магнитная постоянная; – число витков на единице длины; и – углы между осью соленоида (по направлению вектора ) и прямыми от исследуемой точки А до концов соленоида (точки Е и С соответственно).

Для бесконечно длинного соленоида магнитная индукция вычисляется по формуле:

. (8.2)

Индукция магнитного поля в любой точке на оси соленоида конечной длины всегда меньше индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида в раз, или с учетом (8.1) и (8.2):

,

откуда

. (8.3)

Зная геометрические параметры соленоида (длину и диаметр ), можно рассчитать и , а следовательно, и индукцию магнитного поля для любой точки оси соленоида. Для центра соленоида выражение для индукции имеет наиболее простой вид (в этом случае ).

Обозначив , а и подставив в (8.3) получим выражение для индукции магнитного поля в центре соленоида, :

,

из геометрических соображений:

,

тогда

или

. (8.4)

 

Методика выполнения работы

В данной работе для изучения магнитного поля соленоида используется индукционный датчик, наводимая э.д.с. в котором прямо пропорциональна амплитуде переменного магнитного поля ~ В. Индукционный датчик необходимо проградуировать. Для этого следует найти коэффициент пропорциональности (постоянную датчика) между э.д.с. индукционного датчика и величиной индукции магнитного поля . С этой целью индукционный датчик устанавливается в центре соленоида, где неоднородность магнитного поля наименьшая. Меняя ток соленоида (соответственно меняя ), измеряют . Рассчитав по формуле (8.4) индукцию магнитного поля в центре соленоида , строят градуировочный график зависимости э.д.с. датчика от индукции . Из него определяют постоянную индукционного датчика.

Затем установив в соленоиде некоторое значение тока и перемещая индукционный датчик вдоль оси соленоида, фиксируют его положение на рейтере и измеряют . Далее по градуировочному графику каждому значению ставят в соответствие значение и строят график зависимости (). Таким образом получают кривую распределения индукции магнитного поля вдоль оси соленоида.

 





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-12-06; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 449 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Самообман может довести до саморазрушения. © Неизвестно
==> читать все изречения...

1045 - | 900 -


© 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.008 с.