Методика и техника проведения измерений

Если датчик помещен в какое-либо отверстие на панели, находящейся в магнитном поле коротких соленоидов, милливольтметр, подключенный к датчику, будет показывать некоторое эффективное значение переменного во времени ЭДС, величина которой, при прочих равных условиях, зависит от угла между нормалью к плоскости и направлением вектора индукции магнитного поля в области нахождения датчика. Поэтому для определения положения силовой линии в исследуемой области поля необходимо датчик поворачивать в отверстии панели вокруг своей оси таким образом, чтобы милливольтметр, подключенный к нему, показал максимальное значение величины ЭДС. Именно это значение ЭДС, необходимо записывать в таблицу. Величина эффективного значения модуля вектора индукции магнитного поля в этой области находится как В_эфф = / К. (6)

Амплитудное значение: В₀ = В_эфф. (7)

Таблица 1

№№	Iэфф, А	, мВ			Вэфф, мТл	К,
1	0,5	61,8	61,9	61,85	4,9	63,11
2	1	124,9	124	124,45	9,8
3	1,5	190,2	190,3	190,25	14,7
4	2	253,4	252,5	252,95	19,6

n₀=780

μ₀=4π10^-7Гн/м

1. B_эф= 4*3,14*10^-7*780*0,5=4898,4 Тл

2. B_эф= 4*3,14*10^-7*780*1=9796,8 Тл

3. B_эф= 4*3,14*10^-7*780*1,5=14695,2 Тл

4. B_эф= 4*3,14*10^-7*780*2=19593,6 Тл

К’=K/0.975=64,72

Таблица 2

Местонахождение точки	, мB	B10-3,Тл (эксп).	В·10-3, Тл ( теор).
В центре на оси короткого соленоида	179.3	62.8	19.97 2.58 1.57
В центре на расстоянии равном радиусу короткого соленоида	72.75	1.6
В центре на большом расстоянии от короткого соленоида	53	1.16
Вдоль линии, перпендикулярной оси короткого соленоида в девяти точках: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.	192.8 188.2 181.2 177.9 177.3 172.7 182.1 195.6 198.1	42.1 41.4 39.9 39.1 39 38 40.1 43 43.6

95.1	96.4	94.6	93	91.3	91.1
94.5	95.2	94.3	93	91.7	90.4
93.8	94.5	93.8	92.8	91.9	91.2
94.1	94.8	94	92.5	91.7	90.4
94.9	95.5	94.3	92.6	90.9	89.1

90.3	92.8	95.9	98.5	103.4	107.2
90.4	92.7	95.8	97.5	102.5	104.7
90.8	92.5	95.6	98.7	101.4	103.7
90.5	92.1	93.7	98	102.7	102.8
89.4	91.2	94.5	97.4	100.6	103.2

=4*3.14*10^-7*1.5*212/2*0.1=19970 Тл

1. 62.8 мТл

2. 2.58 мТл

3. 1.57 мТл

Вывод: В ходе лабораторной работы мы исследовали переменное магнитное поле с помощью тарирования измерительной катушки и измерения магнитного поля коротких соленоидов. В первом опыте мы определили максимальную величину эффективной ЭДС для различных токов, вычислили эффективные значения магнитной индукции, а также определили тарировочный коэффициент. Во втором опыте мы при постоянных токе и напряжении добились максимального значения ЭДС в ряде точек, расположенных на определенном расстоянии от соленоида, и во всех точках между двумя катушками. Вычислив теоретическое и экспериментальное значения индукции, пришли к выводу, что опыт прошел удачно. Небольшие отклонения от теоретических значений можно объяснить человеческим фактором и наличием рядом еще одной катушки. Также определили зависимость изменения ЭДС между катушками и значение индукции вдоль линий, перпендикулярных оси в ряде точек. Вдоль линий, перпендикулярных оси, амплитудное значение индукции при приближении к оси линейно уменьшается. Это происходит из-за краевого эффекта. Значение ЭДС между двумя катушками при приближении к центру уменьшается, а на одном расстоянии от катушек, но на различном расстоянии от оси, ЭДС увеличивается в зависимости от отдаления от оси. Это происходит из-за того, что на концах учитывается краевой эффект, а также из-за наличия еще одной катушки недалеко от соленоида.