1. Соберите экспериментальную установку согласно рис. 1−3.
2. Включите компьютер. Запустите программу для проведения измерений и выберите в меню «Gauge» («Устройство») «Cobra 3 Force/Tesla». Установите (выберите) параметры в диалоговом окне, как показано на рис. 10.
Рисунок 10 - Окно определения параметров измерителя «Сила/Тесла»
3. При установке окна 1 (display 1) подтвердите показ в этом окне величины магнитной индукции (Flux density B); окна 2 (display 2) – показ величины силы тока (Current I); окна 3 (display 3) – показ положения (Distance) датчика Холла.
При установке окна диаграммы 1 (diagram 1) введите параметры, как показано на рисунке 11.
Рисунок 11 - Окно установки параметров «Display options» («Параметры экрана») измерителя «Сила/Тесла»
4. Проведите калибровку датчика перемещения. Для этого нажмите кнопку «Options» («Опции») и установите параметры в окне установки для «Angle/Distance» («Угол/Расстояние») как показано на рисунке 12. Для проведения калибровки обмотайте нить, привязанную к штативу с датчиком Холла, один раз вокруг шкива датчика движения и, нажав кнопку «Start» («Старт») в окне определения параметров «Угол/Расстояние», переместите штатив с датчиком Холла точно на 10 см вдоль линейки. Нажмите кнопку «Stop» («Стоп») в том же окне.
|
|
Рисунок 12 - Окно определения параметров «Угол/Расстояние» («Angle/Distance») измерителя «Сила/Тесла»
5. Проведите калибровку датчика Холла. Для того установите параметры в окне «Калибровка» «Calibration», как показано на рисунке 13. Нажмите кнопку «Calibrate» («Калибровать») в этом же окне.
Рисунок 13 - Окно установки параметров «Калибровка» («Calibration») измерителя «Сила/Тесла»
6. Установите параметры в окне «Flux density» («Плотность потока») и в окне «Voltage/Current» («Напряжение/Сила тока»), как показано на рисунках 14 и 15, соответственно.
Рисунок 14 - Окно установки параметров «Плотность потока» («Flux density») измерителя «Сила/Тесла»
Рисунок 15 - Окно установки параметров «Напряжение/Сила тока» («Voltage/Current»)
7. Начните измерения, нажав кнопку «Continue» («Далее»).
8. Расположите датчик Холла в центре катушки, сориентировав его вдоль ее оси.
9. Источник питания должен работать в режиме источника постоянного тока (над регулятором тока должен гореть красный сигнал светодиода). Для этого первоначально поставьте регулятор напряжения в среднее положение (≈ 6 В).
10. Начните запись данных, щелкнув на кнопке «Start measurement» («Начать измерения»).
11. Плавно вращая ручку регулировки тока и изменяя силу тока с шагом 0,1-0,5А (Параметры катушки и максимально возможное значение силы тока указаны на торце катушки) измерьте величину магнитной индукции в центре катушки при различных значениях силы тока.
|
|
12. Завершите опыт, щелкнув по кнопке «Stop measurement».
13. Ручку регулировки тока поверните в крайнее левое положение, понизив ток до нуля.
14. Результаты измерений и вычислений занесите в таблицу
№ | I, мA | B(0), мТл | N | L, м | R, м | I∙B(0), мА∙мТл | I2, мА2 | , мА∙мТл | , мА2 |
… |
15. Используя МНК (см. приложение А), рассчитайте величину магнитной постоянной по формуле
.
14. Постройте график зависимости .