Загрузка...дисциплина: «Физика»
Лабораторная работа №5-28 Магнитное поле на оси короткого соленоида № 217354
цена 250 руб.
Приложения:
Расчет 5-28к.xlsx
отчет по лабораторной работе № 5-28к
МАГНИТНОЕ поле НА ОСИ КОРОТКОГО СОЛЕНОИДА
цель работы: ознакомиться с баллистическим методом измерения магнитной индукции магнитного поля соленоида.
работа выполняется на ЭВМ.
Краткие теоретические сведения
Баллистический метод измерения магнитной индукции.
В основе баллистического метода измерения магнитной индукции лежит явление электромагнитной индукции (ЭМИ). поместим в магнитное поле небольшую многовитковую катушку, в цепь которой включим баллистический гальванометр. тогда при всяком изменении магнитного поля будет изменяться потокосцепление катушки и в цепи катушки появится индукционный ток. величина заряда, прошедшего через гальванометр, пропорциональна изменению потокосцепления:
. (1)
Потокосцепление зависит от числа витков катушки и магнитного потока через ее поверхность:
. (2)
При неизвестном направлении магнитной индукции следует выбирать ориентацию катушки таким образом, чтобы изменение потокосцепления и, следовательно, показания гальванометра были максимальными.
Если направление индукции определено и размеры катушки достаточно малы, чтобы поле в пределах катушки можно было считать однородным, то выражение (2) переходит в (3):
, (3)
где, N-число витков катушки; S-площадь одного витка.
Изменение потокосцепления при выключении поля равно NBS, при изменении направления поля на противоположное – 2NBS.
Баллистический гальванометр – электроизмерительный прибор с большим периодом собственных колебаний подвижной рамки, предназначенный для измерения величины заряда, проходящего через него, при коротких импульсах электрического тока.
Если время изменения потокосцепления много меньше периода собственных колебаний рамки гальванометра, то заряд, прошедший по цепи, пропорционален показаниям баллистического гальванометра:
q = Cqb, (4)
где, Сq- чувствительность баллистического гальванометра, Кл/дел; b- показание гальванометра, дел.
При изменении направления магнитного поля на противоположное, объединяя (4), (3) и (1), получим выражение для магнитной индукции:
. (5)
Таким образом, помещая небольшую многовитковую катушку в различные точки магнитного поля, по показаниям баллистического гальванометра можно определить значение магнитной индукции в этих точках.
Магнитное поле на оси короткого соленоида.
Выделим малый участок длины соленоида dx, по которому протекает ток силой dI (рис. 1), и воспользуемся выражением для магнитной индукции на оси кругового тока:
(6)
Интегрируя (6) по х от 0 до L и переходя к углам a1 и a2, получим выражение для магнитной индукции на оси соленоида:
, (7)
где, I- сила электрического тока, протекающего по соленоиду; n- плотность намотки (число витков на единицу длины соленоида).
Порядок выполнения работы
Исходными данными являются параметры установки, в системе СИ их значения приведены в таблице:
Параметры установки
D= 0,2 м N= 300 витков
L= 0,2 м d= 0,01 м
n= 2000 м-1 Rr= 20 ом
Сq=9,5×10-9Кл/дел
порядок вычислений следующий:
1. Вспомогательные вычисления
Студенческая. Лабораторная работа №5-28 Магнитное поле на оси короткого соленоида № 217354
Форма заказа готовой работы
Выдержка из подобной работы
Обработка результатов измерений. Лабораторные работы — Лабораторная работа , страница 1
кратных единицах измеряемой величины.
Например, измерение длины линейкой,
времени секундомером, массы весами,
температуры термометром, разности
потенциалов вольтметром и т.д.
Косвенными
измерениями называют такие, при которых
искомое значение физической величины
находят на основании известной зависимости
между этой величиной и величинами,
полученными при прямых измерениях. При
косвенных измерениях значение искомой
физической величины, как правило,
вычисляют по формуле, в которую подставляют
результаты нескольких прямых измерений.
Например, при измерении средней плотности
тела по его массе и геометрическим
размерам, измерении электрического
сопротивления резистора по падению
напряжения на нем и току через него,
определение средней скорости по
пройденному пути и затраченному времени,
и т.п.
2.
Виды погрешностей измерений
Численные значения,
полученные в результате измерений,
всегда дают не истинные, а приближенные
значения измеряемой величины. Причина
этого лежит в несовершенстве измерительных
приборов и наших органов чувств. Даже
при работе с самым точным прибором
неизбежны погрешности измерений. Поэтому
при измерении любой физической величины
необходимо указывать погрешность или
предел точности данного измерения.
Погрешности в
зависимости от причины их возникновения
подразделяются на грубые
(промахи), систематические,
инструментальные,
случайные.
Грубые погрешности
возникают в результате невнимательности
или усталости экспериментатора при
сбое измерительной аппаратуры, а также
при плохих условиях наблюдения. Они
приводят к значениям измеряемой величины,
резко отличающимся от остальных.
Результаты измерений,
соответствующих грубым ошибкам, нужно
отбрасывать и взамен проводить новые
измерения. Для исключения промахов
любые измерения необходимо проводить
не менее 3-х раз.
Систематическая
погрешность
– погрешность, остающаяся постоянной
или закономерно изменяющаяся при
повторении измерений.
Систематическая
погрешность, присутствующая в результатах
измерений, выполненных с помощью любого
измерительного прибора, как правило,
известна эксперимент