лабы физика / 1№41 Определение индуктивности катушки

Министерство Образования и Науки

Республики Казахстан

Карагандинский Государственный

Технический Университет

Кафедра: физики

Лабораторная работа №41.

Определение индуктивности катушки.

Выполнил ст. гр.: ПС-06-4

___________________________

Проверил: _________________

Караганда 2007г.

L

L – катушка,

mA – миллиамперметр,

V – вольтметр

R – реостат.

R

 =40В 

№ п/п	Iпост	Uпост	R	Iэф	Uэф	U'эф	Zi	Z'i	Li	L'i	L	L'	ΔL	ΔL'
_	A	B	Ом	А	В	В, с серд.	Ом, б/сер.	Ом,с сер.	Гн,б/сер.	Гн, с сер.	Гн, б/сер.	Гн, с сер.	Гн, б/сер.	Гн, серд.
1	0,53	10,2	19,245	0,138	6,6	10,6	48,000	77,09	0,140	0,238
2	0,58	11,0	18,966	0,150	7,8	11,4	52,000	76,00	0,154	0,234
3	0,65	12,4	19,077	0,163	8,8	12,6	54,154	77,54	0,161	0,239	0,162	0,242	0,014	0,007
4	0,68	13,0	19,118	0,173	9,6	13,6	55,652	78,84	0,166	0,244
5	0,72	13,8	19,167	0,185	10,6	14,8	57,297	80,00	0,172	0,247
6	0,77	14,6	18,961	0,195	11,4	15,8	58,462	81,03	0,176	0,251

R = U_пост/I_пост - активное сопротивление;

Z_i = U_эф/I_эф; Z_I' = U_эф/I_эф;

_n

L_i = √ Z_i² - R_i² ; L_i' = √ Z_i'² - R_i² , L = ∑ L_i / n ,

ω ω _i=1

_n

L' = ∑ L_i / n , L = L ± ΔL, L' = L' + ΔL;

ⁱ⁼¹

где ω – циклическая частота светового тока

ω = 2πυ = 2π · 50 Гц = 315Гц.

_n

S_L = ∑ (L - L_i)² , ΔL = S_L · t _p.n , где t _p.n – коэффициент Стьюдента.

ⁱ⁼¹

n (n-1)

Контрольные вопросы:

1. Явление самоиндукции.

2. Индуктивность. Индуктивность бесконечно длинного соленоида.

3. Явление взаимной индукции, взаимная индуктивность.

4. Энергия магнитного поля.

5. Объёмная плотность энергии магнитного поля.

6. Вихревые потоки.

7. Правило Ленца.

8. ЭДС индукции (закон Фарадея).

Ответы на контрольные вопросы:

1. Возникновение ЭДС индукции в проводящем контуре при изменении в нём силы тока называется самоиндукцией.

2. Ф = LI (1) – магнитный поток, где коэффициент пропорциональности L называется индуктивностью контура. Рассчитаем индуктивность бесконечно длинного соленоида. Полный магнитный поток сквозь соленоид (потокосцепление) равен

μ₀μ N²IS . Подставив это выражение в формулу (1), получим

l

L = μ₀μ N²S .

l

т. е. индуктивность соленоида зависит от числа витков соленоида N, его длины l, площади S и магнитной проницаемости μ вещества, из которого изготовлен сердечник соленоида.

3. Явление возникновения ЭДС в одном из контуров при изменении силы тока в другом называется взаимной индукцией. Коэффициенты пропорциональности называются взаимной индуктивностью контуров. Расчёты, подтверждаемые опытом, показывают, что L₁₂ и L₂₁ равны друг другу, т. е.

L₁₂ = L₂₁.

коэффициенты L₁₂ и L₂₁ зависят от геометрической формы, размеров, взаимного расположения контуров и от магнитной проницаемости окружающей контуры среды. Единица взаимной индуктивности – генри(Гн).

4. Энергия магнитного поля, связанного с контуром,

W = LI₂/2.

Исследование свойств переменных магнитных полей, в частности распространения электромагнитных волн, явилось доказательством того, что энергия магнитного поля локализована в пространстве. Это соответствует представлениям теории поля.

Энергию магнитного поля можно представить как функцию величин, характеризующих это поле в окружающем пространстве.

5. Магнитное поле соленоида однородно и сосредоточено внутри него. поэтому энергия заключена в объёме соленоида и распределена в нём с постоянной объёмной плотностью

w = W / V = B₂ / 2μ₀μ = μ₀μH₂ / 2 = BH / 2.

6. Индукционный ток возникает не только в линейных проводниках, но и в массивных сплошных проводниках, помещённых в переменное магнитное поле. Эти токи оказываются замкнутыми в толще проводника и поэтому называются вихревыми. Их также называют токами Фуко – по имени первого исследователя.

7. Правило Ленца: индукционный ток в контуре имеет всегда такое направление, что создаваемое им магнитное поле препятствует изменению магнитного потока, вызвавшему этот индукционный ток.

8. Закон Фарадея: ЭДС электромагнитной индукции в контуре численно равна и противоположна по знаку скорости изменения магнитного потока сквозь поверхность, ограниченную этим контуром. Этот закон является универсальным: ЭДС индукции не зависит от способа изменения магнитного потока. ЭДС электромагнитной индукции выражается в вольтах.