4. Порядок выполнения работы.
4.1. Ознакомиться с осциллографическим методом измерений.
4.2. Собрать схему, представленную на рисунке 12.3. В качестве источника поля L1 используются катушки Гельмгольца – две соосные катушки, разнесенные на расстояние, равное их радиусу. Такая система создает почти однородное магнитное поле в области, сравнимой по размерам с радиусом катушек. Установите на длинном рельсе две катушки с расстоянием 50-60 мм между метками их рейтеров. Катушки соединяются последовательно. Выходы U1 и U2 схемы измерений соединить с входами Y1 и Y2 электронного осциллографа.
4.3. Включить генератор и осциллограф. Генератор ГСФ-2 работает в режиме генератора пилообразных импульсов тока при частоте 100-500 Гц.
4.4. Подбирая сопротивление эталонного резистора R0 из магазина сопротивлений, получить в контуре с током L1 пилообразные колебания с ΔU1=0,2-0,6 В (измерения проводятся на экране осциллографа). Записать установленные значения R0, и ΔU1 в таблицу 14.1.
Таблица 14.1 – Экспериментальные данные
|
Координата датчика X, мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ΔU2, мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Bm, мТл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R0 = …….. Ом |
= …….. Гц |
ΔU1= …….. В |
||||||||||||||
4.5. Измерения магнитного поля производятся с использованием эталонного индукционного датчика. Установите датчик на оси катушек Гельмгольца. Сориентируйте индукционный датчик таким образом, чтобы плоскость его витков была параллельна с плоскостью витков катушек Гельмгольца.
4.6. Проведите измерения размаха ЭДС ΔU2 в точках на оси X катушек с шагом 10 мм.
4.7. Результаты измерений и последующих вычислений внесите в таблицу 14.1.
4.8. Значения магнитной индукции рассчитываются по формуле (12.16).
4.9. Построить график зависимости магнитной индукции от координаты X.
Контрольные вопросы
1. Закон Био-Савара-Лапласа.
2. Расчет магнитных полей простейших токовых систем (прямолинейный ток, ось кругового витка, соленоид).
3. Закон электромагнитной индукции.
4. Индукционный метод измерения магнитных полей.
5. Как изменится график напряжения U2 (рисунок 12.4), если генератор будет вырабатывать постоянный или синусоидальный сигнал?