Цель работы: измерение магнитной индукции внутри соленоида на его оси.
Приборы и принадлежности: кассета ФПЭ-04, источники питания, цифровой вольтметр (милливольтметр).
Описание установки
Установка состоит из рабочего устройства – кассеты ФПЭ-04. Кассета содержит соленоид, представляющий собой катушку, на которой намотано N = 2500 витков провода диаметром 1,06 мм. Длина намотки L = 167 мм, диаметр намотки D = 78,6 мм. Вдоль оси катушки перемещается шток. В штоке находится датчик Холла. На штоке через 10 мм нанесены деления, с помощью которых ведётся отсчёт перемещения датчика Холла от начала катушки. На передней панели установлены 2 гнезда, к которым подключается милливольтметр для измерения Э.Д.С. Холла εх (рисунок 4.5).
Рисунок 4.5 – Принципиальная схема установки
В нижней части передней панели расположен разъём, через который подаётся питание постоянного тока 90 мА на датчик Холла и на катушку постоянного напряжения ±24 В.
Данные датчика Холла типа Х501.
Размеры, мм 1×1,5×0,2
Входное сопротивление R10, Ом 2,1
Выходное сопротивление R20, Ом 1,9
Рабочий ток, не более, А 0,09
Чувствительность S, В/(А∙Тл) 0,56
Ход работы
1 К разъёму кассеты ФПЭ-04 подключите кабель (если не подключён) источника питания. Подключите к выходным гнёздам кассеты милливольтметр.
2 Установите с помощью источника питания в соленоиде силу тока 0,4 А и измерьте Э.Д.С. Холла в центре соленоида. Увеличивая силу тока соленоида через 0,1А до 1,6 А проведите аналогичные измерения Э.Д.С. Холла.
3 Повторите пункт 2, уменьшая силу тока соленоида от 1,6 А до 0,4 А.
4 Вычислите значение индукции для токов, перечисленных в пункте 2, по формуле (4.4), и результаты занесите в таблицу.
5 Постройте графики зависимостей 
, 
, градуировочный график 
.
6 Используя выражение (4.10), определите концентрацию носителей заряда n и постоянную Холла Rx.
7 Установите ток в соленоиде 0,6 А.
8 Поместите датчик в конец соленоида (L = 100 мм). Вынимая датчик, через каждые 10 мм измерьте εх, определяя значения магнитной индукции В в зависимости от координаты вдоль оси соленоида из градуировочного графика 
. Сравните полученные результаты со значениями, вычисленными по формуле (4.10). Результаты занесите в таблицу.
9 Используя данные пункта 8, постройте график зависимости магнитной индукции В от расстояния относительно центра катушки 
.
10 Учитывая, что относительная погрешность измерения магнитной индукции равна δβ = 2 %, определите соотношение между длиной и диаметром D соленоида.
11 Определите магнитный поток Ф внутри катушки соленоида.
12 Повторите все измерения по пункту 8 для нескольких значений токов соленоида (1 А, 1,4 А).
Тема 5
