Лаб.раб.Формирование магнитного поля с помощью плоских катушек
.docxФедеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ
Кафедра «Электротехнологии и электротехники»
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ
«Формирование магнитного поля с помощью плоских катушек»
Преподаватель
подпись, дата инициалы, фамилия
Студент ФЭ 16-05М, 071625248
номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия
Красноярск 2017 г.
Цель работы: экспериментальное исследование распределения постоянного магнитного поля вдоль оси двух одинаковых плоских катушек при различном расстоянии между ними; ознакомление с постановкой и путями решения задач синтеза теории электромагнитного поля.
Описание установки.
Для питания электронных узлов планшет оснащен разъемом, с помощью которого он соединяется с лабораторной станцией так, как показано на рис. Исследуемая катушка (соленоид), регулируемый источник постоянного тока и измерительная схема смонтированы на планшете. Поле катушек измеряется датчиками Холла, которые размещены вдоль оси через 5 мм друг от друга по одну сторону от центра. Выходы датчиков через буферные усилители подключены к гнездам, нумерация которых соответствует номеру датчика. Измерение необходимых параметров производится с помощью вольтметра, расположенного на лабораторной станции. Геометрические параметры системы показаны на рисунке 2
Рисунок 1 – Функциональная схема исследуемой установки
Рисунок 2 – Геометрические параметры системы катушек
Предварительный расчет и эксперимент
1. Распределение магнитной индукции магнитного поля вдоль оси одной катушки с радиусом R=26.5 мм, током I=100 мА и числом витков W=550 определяем по выражению:
(1)
где μ0=1.256∙10-6 Гн/м; μr=2. Напряженность магнитного поля определяется по выражению:
(2)
2. Для нахождения кривой распределения индукции магнитного поля по формуле (1), создаваемого двумя одинаковыми согласно включенными катушками, расположенными на расстоянии d=R друг от друга и при одинаковом токе, определим результирующую напряженность по выражению:
(3)
3. Также по формуле 3 рассчитывается кривая распределения магнитной индукции, создаваемой двумя встречно включенными катушками, но перед второй дробью меняется знак на противоположный.
На рисунке 3 показаны рассчитанная и экспериментальная кривые распределения индукции магнитного поля вдоль оси одной катушки.
На рисунке 4 показаны экспериментальные кривые распределения индукции магнитного поля, создаваемой двумя одинаковыми согласно включенными катушками при различных расстояниях между ними, а также рассчитанная кривая распределения для d=26.5 мм.
На рисунке 5 показаны экспериментальные кривые распределения индукции магнитного поля, создаваемой двумя одинаковыми встречно включенными катушками при d=26.5 мм.
Рисунок 3 – Распределение индукции магнитного поля вдоль оси катушки
Рисунок 4 – Распределение индукции магнитного поля, создаваемой двумя одинаковыми согласно включенными катушками при различных расстояниях между ними
Рисунок 5 – Распределение индукции магнитного поля, создаваемой двумя одинаковыми встречно включенными катушками при d=26.5 мм
Вывод: Были получены экспериментальные и рассчитанные кривые распределения магнитной индукции. Экспериментальные кривые по характеру и значениям близки к расчетным.