- •Изучение магнитного поля соленоида
- •Введение
- •Лабораторная работа изучение магнитного поля соленоида
- •1. ТеорЕтичесКая часть
- •1.1. Магнитное поле и его характеристики
- •1.2. Закон Био-Савара-Лапласа и его применение к расчету магнитного поля
- •1.3. Действие магнитного поля на движущийся заряд
- •1.4. Эффект Холла
- •1.5. Циркуляция вектора в магнитного поля в вакууме
- •1.6. Магнитные поля соленоида
- •2. Описание установки и метода изучения магнитного поля соленоида
- •3. Порядок выполнения работы
- •4. Задание по учебно-исследовательской работе
- •Контрольные вопросы
- •Библиографический Список
- •Оглавление
- •Изучение магнитного поля соленоида
- •680021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
2. Описание установки и метода изучения магнитного поля соленоида
Соленоид представляет из себя большое число витков N проводника, навитых на непроводящий каркас. Если длина соленоида много больше диаметра его витка, то соленоид можно считать бесконечно длинным и его магнитное поле однородно, если же указанные параметры соизмеримы, то поле соленоида – неоднородно. Магнитное поле внутри соленоида возникает, если по нему идет ток. Характеристикой магнитного поля является магнитная индукция В, которая измеряется в теслах (Тл). Если в магнитное поле соленоида поместить датчик Холла, то можно изучить качественно и количественно магнитное поле соленоида, опираясь на эффект Холла.
Если по датчику Холла идет ток I, а возникающая разность потенциалов , то магнитная индукция исследуемого поля может быть найдена по формуле
, (2.1)
где Кл/м2 – постоянная данного датчика.
Установка данной лабораторной работы включает:
– модуль ИП, при помощи которого питается соленоид, расположенный в блоке ФПЭ-04;
– датчик Холла находится внутри исследуемой катушки;
– вольтметр универсальный В7-21А (рис. 6).
Рис. 6. Установка
3. Порядок выполнения работы
1. Не трогая клеммы на блоках, за исключением одной клеммы «СЕТЬ» на модуле ИП – включить.
2. На задней панели вольтметра В7-21А – включить клемму «СЕТЬ».
3. Осторожно выдвинуть датчик Холла из соленоида (катушки) на 1 см.
4. При каждом фиксированном положении датчика – снимать показания напряжения () по вольтметру.Обратите внимание! на цифровое табло : – целые; – десятые; – сотые милли Вольта – 2,15 мВ.
5. Провести измерения от длины датчика: 1000100 мм три раза; получить среднее значение напряжений на датчике, данные занести в табл. 1.
Таблица 1
Таблица измерений
,мм |
100 |
90 |
80 |
70 |
60 |
50 |
40 |
30 |
20 |
10 |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
,мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
, мВ среднее |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В, мТл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6. Выключить клеммы на ИП и вольтметре.
7. Используя формулу (2.1), вычислить значения магнитной индукции поля соленоида.
8. Построить график зависимости от, совместив 0 на датчике с 0 на системе координат: