Определение индукции магнитного поля земли

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

Оборудование: тангенс–гальванометр, источник тока, переключатель, амперметр.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Магнитное поле – это форма материи, которая обнаруживает себя действием на ……

Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции В. По определению, индукция магнитного поля равна

Теоретический расчёт индукции магнитного поля проводников любой формы основан на применении принципа суперпозиции и закона Био – Савара – Лапласа:

Направление вектора индукции можно определить правилом буравчика. ……

Используя закон Био – Савара – Лапласа, можно вывести формулу для индукции магнитного поля в центре витка радиусаR, с током J ……

Земля является большим постоянным магнитом. Одним из методов экспериментального измерения индукции магнитного поля Земли является метод сравнения его с известной индукцией магнитного поля катушки с током. При включении тока в катушке магнитная стрелка поворачивается на угол, тангенс которого равен:

Откуда горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли можно определить по формуле:

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Число витков N
Радиус витков R, м

Сила тока J, A
Угол отклонения a1, град.
Угол отклонения a2, град.
Среднее отклонение <a>, град.
Тангенс отклонения tg<a>
Индукция В, мкТл

Пример расчета горизонтальной составляющей индукции магнитного поля

=

Расчет среднего значения индукции:

Оценка случайной погрешности измерения индукции

.=

Результат: В_гор = …………±… ….. мкТл, Р = …

Выводы.

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

ЧИПС, филиал УрГУПС

Кафедра ЕНД

Работа 27

Определение индуктивности катушки

Студенты

Группа

Преподаватель

Дата

Челябинск

Цель работы: познакомиться с процессами в цепи переменного тока с катушкой индуктивности, определить индуктивность катушки с железным сердечником и без сердечника.

Оборудование: исследуемая катушка, железный сердечник, трансформатор, вольтметр, амперметр.

РАСЧЕТНЫЕ ФОРМУЛЫ

Характеристикой магнитного поля, созданного током в контуре, является поток вектора магнитной индукции сквозь поверхность контура, который по определению равен: Ф=

Магнитный поток, пронизывающий поверхность, ограниченную контуром, и создаваемый током в контуре, пропорционален ……….

Коэффициент пропорциональности L называется …………………………..

Если сила тока в контуре изменяется, то это приводит к изменению магнитного потока сквозь контур, что приводит к возникновению ЭДС. По закону Фарадея ЭДС равна ……… Тогда ЭДС самоиндукции контура или катушки определится формулой: Е_s=

Пусть катушка индуктивностьюL, не обладающая активным сопротивлением, подключена к генератору переменного тока, и через неё течет переменный ток J = J₀ cos w t. ЭДС самоиндукции равна: Е_s=

Катушка в цепи переменного тока, вследствие явления самоиндукции, препятствует как возрастанию, так и спаду силы тока, то есть ограничивает ток. Это эквивалентно наличию в цепи как бы дополнительного сопротивления, которое называют индуктивным R_L=

Катушка кроме индуктивного обладает активным сопротивлением провода обмотки. Их можно рассматривать включенными в электрическую цепь последовательно. Закон Ома примет вид:

Решая это уравнение методом векторных диаграмм, получим для полного сопротивления формулу Z=

В методе вольтметра-амперметра индуктивность определяется по формуле L= Где полное сопротивление равно Z=

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Катушка без сердечника

Напряжение U, В
Сила тока J, мА
Сопротивление Z, Ом
Индуктивность L, Гн

Пример расчета полного сопротивления:

Пример расчета индуктивности: (ω = 314, 1/c):

=

Расчет среднего значения индуктивности:

<L> =

Катушка со стальным сердечником

Напряжение U, В
Сила тока J, А
Сопротивление Z, Ом
Индуктивность L, Гн

Расчет среднего значения индуктивности:

<L> =

Оценка случайной погрешности измерения индуктивности:

=

Результаты измерений индуктивности катушки

без сердечника L=…………±……………Гн.. Р=

с сердечником L=……………±………………Гн, Р=

Выводы …………………………..

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

ЧИПС, филиал УрГУПС

Кафедра ЕНД

Работа 28