double arrow

Методика тарирования измерительной катушки

2

Тарирование проводят в магнитном поле, величина которо­го известна.

В данной лабораторной работе используют магнитное поле длинного соленоида. Эффективное значение магнитного поля на оси соленоида рассчитывается по формуле

(5)

где n0 - число витков на единице длины обмотки соленоида; Iэф - эффективное значение тока обмотки соленоида.

При проведении тарирования измерительную катушку по­мещают в центре длинного соленоида так, чтобы угол между на­правлением вектора индукции В и нормалью к поперечному се­чению катушки был равен 0 °. Затем измеряют максимальную величину эффективного значения ЭДС измерительной катушки εэфmax как функцию переменного тока, питающего длинный соле­ноид. После этого по формуле (3) рассчитывают значения Bэф, соответствующие значениям Iэф. Строят тарировочный график зависимости εэф max =f(Bэф). График представляет собой прямую, выходящую из начала координат. Коэффициент наклона этой прямой к оси абсцисс (угловой коэффициент k) равен

(6)

Ход работы:

Были проведены измерения ε[мВ] и рассчитаны по формуле (7)

(7)

значения модуля магнитной индукции. Результаты измерений и расчетов представлены в таблицы 1.




Таблица 1

Результаты измерений ЭДС

Iэф,A εэф max, мВ ,Тл К,В/Тл Примечание
εув, мВ εум,мВ εср,мВ n0=830витков/м μ0=4π10-7Гн/м
0,5 60,2 60,3 60,25 5212,4 9,98
122,3 122,4 122,35 10424,8
1,5 186,1 186,2 186,15 15637,2
250,1 250,1 250,1 20849,6

По данным таблицы 1 был построен график зависимости эффективного значения ЭДС от эффективного значения модуля магнитной индукции, представленный на рис.1.

 
 


Для нахождения углового коэффициента К, выразим его из формулы метода наименьших квадратов:

Для этого найдем b по формуле:

=

К=

Затем по формуле (8):

К’=1,025К (8)

определили значение реального углового коэффициента К’=31,18.

Затем произвели ряд измерений ε[мВ] для точек, указанных в таблице 2. Рассчитали экспериментальные и теоретические значения модуля магнитной индукции. Результаты представлены в таблице 2.

Таблица 2

Результаты измерений ЭДС и расчетов амплитудной индукции

Местоположение точки ε,мВ Вэксп,мТл Втеор, мТл Примечание
В центре на оси короткого соленоида 184,7 74,02806 1,99 μ0=4π10-7Гн/м R=0,1м N=212витков I=1,5A
В центре на расстоянии равном радиусу короткого соленоида 61,5 24,6493  
В центре на большом расстоянии от короткого соленоида 5,3 2,124248  
Вдоль линии, перпендикулярной оси короткого соленоида в девяти точках:    
184,8 74,06814  
75,7515  
194,3 77,87575  
207,1 83,00601  
184,5 73,9479  
188,5 75,5511  
198,4 79,51904  
207,7 83,24649  
182,4 73,10621  
Во всех точках, находящихся между двух коротких соленоидов:    
181,8 72,86573    
177,3 71,06212    
176,3 70,66132    
177,4 71,1022    
180,9 72,50501    
170,2 68,21643    
168,1 67,37475    
166,4 66,69339    
167,7 67,21443    
169,2 67,81563    
157,7 63,20641    
151,2 60,6012    
61,72345    
154,9 62,08417    
138,3 55,43086    
138,5 55,51102    
136,8 54,82966    
138,5 55,51102    
139,7 55,99198    
122,2 48,97796    
122,9 49,25852    
121,3 48,61723    
49,2986    
122,8 49,21844    
105,5 42,28457    
106,4 42,64529    
104,7 41,96393    
105,2 42,16433    
104,6 41,92385    
36,07214    
91,9 36,83367    
91,5 36,67335    
91,3 36,59319    
90,2 36,1523    
76,7 30,74148    
31,66333    
77,7 31,14228    
79,3 31,78357    
77,4 31,02204    
26,85371    
67,5 27,05411    
66,6 26,69339    
66,8 26,77355    
66,5 26,65331    
54,9 22,00401    
54,3 21,76353    
56,9 22,80561    
22,84569    
56,7 22,72545    
48,4 19,3988    
48,1 19,27856    
47,6 19,07816    
48,1 19,27856    
48,8 19,55912    
41,5 16,63327    
17,23447    
16,83367    
42,3 16,95391    
41,2 16,51303    

Вывод: В ходе работы были измерены значения ЭДС: в длинном соленоиде при различных значениях силы тока; в центре короткого соленоида и на различных расстояниях от него при постоянном значении силы тока I=1,5A; между двумя короткими соленоидами. Для полученных значений ЭДС рассчитали модуль магнитной индукции. Экспериментальные данные не совпали с теоретическими.







2




Сейчас читают про: