III. Упражнение №3. Катушки Гельмгольца.
Катушки Гельмгольца представляют собой две соосные катушки, разнесенные на расстояние, равное их радиусу. Они создают почти однородное магнитное поле именно в такой области, сравнимой по размерам с радиусом катушек.
-
Установить на длинном рельсе две катушки с расстоянием 50 – 60 мм между метками их рейтеров, соединив их последовательно.
-
Ручкой «частота» довести частоту генератора до = 80 Гц
-
Используя ту же электрическую схему (в качестве L1 – катушки Гельмгольца, L2 – эталонный датчик, R0=1 Ом – датчик тока), установив размах напряжения на датчике тока U1=0,2 мВ, измерить эталонным датчиком распределение поля U2 вдоль оси катушек с шагом 10 мм, записав результаты в предложенную таблицу 10.2.
П р и м е ч а н и е: первая координата датчика х должна быть такой, чтобы расстояние между эталонным датчиком и первой катушкой было не менее 50 мм.
-
Вычислить экспериментальное и расчётное значение магнитной индукции по формулам () и () соответственно. (Число витков в каждой катушке N=400)
-
Результаты оформить в виде:
Координаты катушек: х1= мм, х2= мм.
= Гц, R0 = Ом. U1 = мВ.
Таблица 10.2
|
Координата датчика, х, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
U2, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
,
мТл
,
мТл
-
Сравнив значения магнитной индукции, охарактеризовать магнитное поле внутри катушек и за их пределами.
-
Ответить на следующие контрольные вопросы:
-
Чем создаётся и как обнаруживается магнитное поле?
-
Магнитное поле. Основные характеристики магнитного поля?
-
Как направлен вектор индукции магнитного поля?
-
Закон Био–Савара–Лапласа и его применение к расчёту магнитного поля тока?
-
Величина индукции магнитного поля (физический смысл индукции магнитного поля), единица её измерения в системе Си?
-
Явление электромагнитной индукции. ЭДС индукции.
-
Сущность предложенного метода исследования магнитного поля? (Вывод формулы.)