Порядок выполнения работы. При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности

 

При выполнении работы необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Работу следует проводить в строгом соответствии с нижеизложенным порядком выполнения. Следует помнить, что замена измерительных рамок должна проводится только при отключенном питании электроустановки.

1. Собрать установку, как показано на рис.4. цепь катушек Гельмгольца включает в себя: источник питания 3, мультиметр 5 и катушки Гельмгольца 2. Цепь рамки состоит из источника питания 4, мультиметра 6 и рамки 1.

2. Рамку 1 с тремя витками (m=3) присоединить к крутильным весам 7 и расположить в однородном поле во внутренней области между катушками Гельмгольца так, чтобы нормаль к рамке была перпендикулярна к оси катушек.

3. Установить нулевое положение стрелки по шкале 12 крутильных весов 4. Для этого с помощью винта 10 расположить верхнюю горизонтальную сторону квадрата подвеса над белыми «прорезями» установочной линейки 9.

4. Включить блок питания 3 с помощью клавиши на задней панели прибора. Установить ток катушек Гельмгольца I=1А. Для этого перемычкой переключить «Power», соединить центр с отметкой «8». Установить напряжение U=17,5 В, силу тока I=1А. Величину тока проконтролировать мультиметром 5 (на мультиметре должен быть поставлен диапазон измерения 20А).

5. Включить блок питания 4, установить ток рамки I_P=1,5А. Величину тока проконтролировать мультиметром 6 (на мультиметре должен быть поставлен диапазон измерения 20А).

6. Измерить закручивающий момент сил, действующий на рамку с током в магнитном поле. Для этого следует повернуть винт 11 до возвращения квадрата подвески 8 (и вместе с ним рамки с током) в положение «над прорезями» установочной линейки 9. По шкале крутильных весов 12 определить величину момента сил.

7. Измерить диаметр d рамки с током.

8. Результаты измерений занести в таблицу 1.

9. Повторить п.п. 4-6 и п.8 при токах катушек Гельмгольца 1,4А, 1,8А, 2,2А, 2,6А.

Таблица 1

Измерения вращающего момента при различных токах в катушках Гельмгольца

I=1,5 А	β=π/2	m=3	d= см
Ip, A	1	1,4	1,8	2,2	2,6
М, Н⋅м
МТЕОР, Н⋅м

 

 

10. Установить ток катушек Гельмгольца I=1,5А. Измерить вращающий момент при токах в рамке 1А, 1,5А, 2А, 2,5А, 3А. Результаты занести в таблицу 2.

Таблица 2

Измерения вращающего момента при различных токах в рамке

I=1,5 А	β=π/2	m=3	d=12см
Ip, A	1	1,5	2	2,5	3
М, Н⋅м
МТЕОР, Н⋅м

 

 

11. При выключенном источнике питания установить рамку с одним витком (m=1) диаметром 12 см. Провести измерения вращающего момента при I=1,5А; I_p=1,5А; β=π/2. Повторить п.10 с рамками m=2 и m=3. Результаты занести в таблицу 3.

 

Таблица 3

Измерения вращающего момента, действующего на рамки с различным числом витков

 

I=1,5 А	Iр=1,5 А	β=π/2	d=12см
m	1	2	3
М, Н⋅м
МТЕОР, Н⋅м

 

12. При выключенном источнике питания установить рамку с одним витком (m=1) диаметром 6 см. Провести измерения вращающего момента. Повторить п.11 с рамками диаметром 8,5 и 12 см. Результаты занести в таблицу 4.

 

Таблица 4

Измерения вращающего момента, действующего на рамки с различным диаметром

 

I=1,5 А	Iр=1,5 А	β=π/2	m=3
d, см	6	8,5	12
М, Н⋅м
МТЕОР, Н⋅м

 

13. Сравнить экспериментальные и теоретические значения вращательного момента.

14. Построить графики зависимостей M=f₁(I); M=f₂(I_P); M=f₃(m) и M=f₄(d) в удобном масштабе.

15. Оценить относительную погрешность расчетного значения М_теор для одного любого измерения М, исходя из формулы (9).

где ΔI, ΔI_p, и Δd – приборные погрешности.

 

Контрольные вопросы

1. Что такое магнитная индукция? Как определить направление вектора ?

2. Записать закон Ампера. Как определить направление силы Ампера?

3. Что такое магнитный момент контура с током? Как направлен вектор магнитного момента контура?

4. Какое магнитное поле является однородным? Как выглядят линии магнитной индукции однородного магнитного поля?

5. Как рассчитать величину вращающего момента, действующего на рамку с током в магнитном поле?