- •Часть II, “Электричество и магнетизм”
- •Общие указания Охрана труда и техника безопасности при проведении лабораторных работ
- •Запрещается:
- •Требования к оформлению отчетов
- •Библиографический список
- •Обработка результатов измерений
- •Правила обработки результатов прямых Измерений
- •I. Учет случайных составляющих неопределенности (погрешности)
- •II. Учет неопределенностей, обусловленных систематическими ошибками
- •III. Промахи
- •IV. Доверительный интервал в общем случае
- •Обработка результатов косвенных измерений
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 27. Определение эдс источника тока методом компенсации
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов
- •8. Контрольные вопросы
- •Работа 29. Измерение сопротивлений при помощи моста постоянного тока
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •7. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы Изучить на практике законы постоянного тока. Приобрести навыки измерения тока, напряжения, мощности и коэффициента полезного действия источника постоянного тока.
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Основные теоретические положения
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •На оси соленоида
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Экспериментальная установка
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •Основе закона ампера
- •I. Цель работы
- •II. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерения и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Вычисления и обработка результатов измерений
- •8. Контрольные вопросы
- •1. Цель работы
- •2. Краткая теория исследуемого явления
- •3. Принцип метода измерений и рабочая формула
- •4. Измеряемый объект
- •5. Описание лабораторной установки
- •6. Порядок выполнения работы
- •7. Обработка результатов измерений
- •Содержание
- •Северо-Западный государственный заочный технический университет
- •191186 Санкт-Петербург, ул. Миллионная, д.5
7. Вычисления и обработка результатов измерений
1. Вычислить индукцию магнитного поля в разных точках соленоида по формуле (18), используя значения из таблицы по форме 1.
2. Построить график зависимости В(Х).
3. Вычислить индукцию магнитного поля в центре соленоида по формуле (18) для различных значений тока в соленоиде, используя из таблицы по форме 2.
4. Построить график зависимости В(I). Значения всех постоянных величин указаны на лабораторной установке.
5. Пользуясь формулами (6) и (7), а также соотношением ( ), вычислить теоретические значения В для точек в центре соленоида и на его концах для токов, указанных в таблице по форме 1.
8. Контрольные вопросы
1. Дать определение следующих понятий: напряженность магнитного поля, индукция магнитного поля, линии индукции и лини напряженности магнитного поля, магнитный поток, потокосцепление.
2. Сформулировать закон Био-Савара-Лапласа.
3. Сформулировать теорему о циркуляции вектора индукции магнитного поля.
4. В чем состоит явление электромагнитной индукции? Взаимной индукции?
5. Записать закон электромагнитной индукции Фарадея.
6. Пользуясь результатами, представленными в табл.1, определить, можно ли считать соленоид, используемый в данной лабораторной работе, бесконечно длинным.
Литература: [1], § 110, 118, 119, 122, 123.
РАБОТА 35. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА
Основе закона ампера
I. Цель работы
Изучить на практике закон Ампера. Приобрести навыки измерения силы Ампера, индукции и напряженности магнитного поля.
II. Краткая теория исследуемого явления
На проводник с током в магнитном поле действует сила. Обобщая опытные данные, Ампер установил, что сила , с которой магнитное поле действует на элемент проводника dl с током I, равна
, (1)
где – вектор по модулю, равный dl и совпадающий по направлению с током, – вектор магнитной индукции.
Направление силы можно найти по правилу векторного произведения или по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы линии вектора входили в нее, а четыре вытянутых пальца направить по направлению тока в проводнике, то отогнутый большой палец покажет направление силы Ампера.
Численное значение силы Ампера можно найти, раскрыв векторное произведение:
, (2)
где – угол между векторами и .
Для расчета силы Ампера, действующей на проводник заданной длины и формы, надо разделить проводник на прямолинейные участки столь малые, чтобы магнитное поле в пределах любого участка было однородно, а затем, используя формулу (1), вычислить силы и просуммировать их:
или .
Из закона Ампера можно установить физический смысл вектора магнитной индукции (см. лаб. работу 32) и единицу его измерения.
Единица магнитной индукции в СИ называется тесла (Тл). Один Тл равен магнитной индукции однородного магнитного поля , в котором на проводник длиной 1м с током в 1 А, расположенный перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, действует сила, равная одному Ньютону.
Для характеристики магнитного поля, кроме вектора магнитной индукции , используют векторную величину , называемую напряженностью магнитного поля. Вектора и связаны соотношением
, (3)
где – магнитная постоянная , а – магнитная проницаемость вещества, которая зависит от свойств среды. Для вакуума =1.
Единица напряженности магнитного поля в СИ носит название ампер на метр (А/м).
Закон Ампера применяется для расчетов при конструировании электродвигателей, электроизмерительных приборов, магнитных реле, соленоидов для получения сильных магнитных полей и т.д.