Определение взаимной индуктивности

при отсутствии в цепи генератора резистора R

1. Собрать схему, приведённую на рис. 3.4. Для этого подсоединить к гнёздам 1, 4 большую катушку, а к гнёздам 3, 5 малую катушку (рис. 3.3) и закоротить сопротивление R переключателем П₁.

2. Подсоединить генератор гармонических колебаний к гнёздам PQ, а вольтметр к гнездам PV и переключатель вольтметра поставить в положение

3. Включить ручкой POWER в сеть генератор. Переводя переключатель П₂ в положение А, установить ручкой AMPL напряжение генератора, равное 7 В, частоту – 10 кГц (кнопкой 10К и поворотом ручки FREQUENCY на деление 1,0). Сигнал выбрать в форме синусоиды.

4. Установить малую катушку в плоскости большой катушки, а переключатель П₂ в положение В.

5. Вращая катушку через 15°, снять зависимость ЭДС взаимной индукции от угловой координаты. Результаты занести в табл. 3.1. Отключить от сети генератор.

6. Поменять местами большую и малую катушки и повторить пункты 3 - 5.

7. По формулам (3.14) и (3.15) рассчитать значения взаимной индуктивности и результаты занести в табл. 3.1. При этом учесть, что L₁=0,13 Гн, L₂=15 мГн.

8. Построить график зависимости L ₁₂ = f (a).

9. Сравнить полученные результаты с теоретически рассчитанными по формуле (3.11), учитывая, что N₁=1000, N₂=610, а  и  указаны на катушках.

 

Таблица 3.1

a°,	E21, В	L 21, Гн	E12, В	L 12, Гн	L 12ср, Гн	L 21теор, Гн
0 15 30 … 90

       2. Изучение зависимости ЭДС индукции от частоты и напряжения генератора

1. Собрать схему, приведенную на рис. 3.4. Для этого подсоединить к гнездам 1,4 большую катушку, а к гнездам 3,5 малую катушку (рис. 3.3), при этом их плоскости должны совпадать ().

2. Подключить генератор к гнёздам PQ и милливольтметр к гнёздам PV, переводя переключатель П2 в положение А. Установить на генераторе напряжение 7 В.

3. Перевести П2 в положение В и изменяя частоту n в пределах всего диапазона 0,5 кГц – 20 кГц, снять зависимость E₂₁ = f (n), поддерживая напряжение генератора постоянным. Результаты измерений занести в табл. 3.2.

Таблица 3.2

№	n, кГц	E21, В
1 … 10	0,50 … 20

4. Установить на генераторе частоту n = 10 кГц и, меняя напряжение генератора в диапазоне 3 – 8 В через 1 В (П2 в положении А), снять зависимость E₂₁ = f (U _г) (П2 в положении В). Результаты измерений занести в табл. 3.3.

Таблица 3.3

№	U г, В	E21, В
1 … 6	3 … 8

5. По данным табл. 3.2 и 3.3 построить графики зависимости ЭДС взаимоиндукции от частоты и напряжения генератора E₂₁ = f (n) и E₂₁ = f (U _г).

6. Сделать выводы.

 

Зачётный минимум

● Закон Био-Савара-Лапласа. Принцип суперпозиции. Поле прямого и кругового токов.

● Теорема Гаусса и теорема о циркуляции вектора магнитной индукции. Применение теоремы о циркуляции для расчета поля соленоида и тороида.

● Электромагнитная индукция. Закон Фарадея и правило Ленца.

● Явление самоиндукции. Индуктивность соленоида.

● Взаимная индукция.

● Токи при замыкании и размыкании цепи с индуктивностью.

● Энергия магнитного поля. Объёмная плотность энергии.