Измерения и вычисления

Собрать схему.

1. Включить катушку из 10 витков и установить токи I = 0,15; 0,25; 0,4 А.

2. Зафиксировать углы  поворота стрелки. Значение тангенса угла  можно посмотреть в таблице.

3. Вычислить по формуле величину В₀ для 3-х значений тока.

4. Аналогичные операции проделать с катушкой из 40 витков.

5. Вычислить среднее значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли.

6. Результаты измерений занести в таблицу.

7. Оценить погрешность измерений.

N	I, A	β	tgβ	B0, Тл	B0ср, Тл	B`0ср, Тл
10	0,15
	0,25
	0,4
40	0,15
	0,25
	0,4

Контрольные вопросы

1. Что является источником магнитного поля?

2. Почему у Земли есть магнитное поле?

3. Что такое вектор магнитной индукции?

4. Какие органы человека создают вокруг себя магнитное поле?

Лабораторная работа № 14 изучение контактных явлений в проводниках

Цель работы: экспериментально изучить закономерности, характерные для контактов двух различных проводников.

Приборы и принадлежности: два сосуда – один с водой, другой – с тающим льдом, электроплитка, термометр, термопара, микровольтметр, соединительные проводники.

Описание установки и краткая теория

При контакте двух различных проводников по обе стороны от границы их раздела возникает обмен электронами, что приводит к возникновению внутренней контактной разности потенциалов ε:

(1)

где k – постоянная Больцмана, e – заряд электрона, Т – абсолютная температура, и – концентрации свободных электронов контактирующих проводников.

Рис. 1.

Рассмотрим цепь (рис. 1), состоящую из спаянных между собой проводников, изготовленных из различных материалов. Пока температура спаев одинакова, контактные разности потенциалов, возникающие в спаях АиВ, равны между собой. Иная ситуация наблюдается при нарушении температурного равновесия спаев. Возникающие в спаях разности потенциалов по (1) становятся неодинаковыми. В такой цепи результирующая ЭДС становится отличной от нуля и равной

ΔE = (2)

что вызывает появление тока в цепи. Эта ЭДС получила название термоэлектродвижущей силы – термо-ЭДС. Рассмотренный эффект нашел широкое применение на практике. Это явление широко используется в металлургии для измерения температуры расплавленных металлов, причем это измерение может осуществляться на расстоянии (телеметрия). Используется это явление и при создании термобатарей для питания маломощных потребителей электрической энергии.

Интересен эффект, наблюдаемый при пропускании тока в цепи рис. 1. Если в эту цепь включить внешний источник, то при одном направлении тока в этом контуре один из контактов будет нагреваться, а другой – охлаждаться. При изменении направления тока холодный контакт станет горячим, а горячий – холодным. Описанный эффект был открыт Пельтье и назван его именем. Объяснить его несложно, если рассмотреть работу, которую совершает внешний источник над контактным полем одного и другого спаев. Для одного из спаев эта работа при данном направлении тока от внешнего источника будет положительной, а для другого – отрицательной. Этот эффект также широко используется в науке и медицине (для термостатирования при положительных и отрицательных температурах), в мобильных и стационарных холодильных установках и кондиционерах и пр. КПД таких систем в настоящее время достигает (15…20) %.