Механика. Электричество (стр. 21 )

9) Вычислить при выбранных и.

10) Учитывая прямую пропорциональную зависимость индукции магнитного поля проводников с током от силы тока в контуре,

учитывая определение калибровочного коэффициента,

используя выражение скорости изменения силы тока, полученное в задании 7,

используя формулу закона Ома,

получить выражения скорости изменения индукции магнитного поля катушек Гельмгольца:

11) Используя выражение, полученное в задании 10, вычислить.

12) Используя определение потока индукции магнитного поля ,

формулу э. д.с. электромагнитной индукции,

56

выражение скорости изменения индукции магнитного поля катушек Гельмгольца, полученное в задании 10,

формулу площади круга,

получить выражения э. д.с. индукции в датчике:

13) Используя выражение, полученное в задании 12, вычислить расчетные значения э. д.с. в датчике при всех (табл. 5.1.2).

14) Построить график зависимости от и сравнить его с опытной зависимостью от.

15) Используя выражение, полученное в задании 12, и принимая , вычислить опытное значение калибровочного коэффициента при = 300 Гц, = 0о:

16) Оцените напряженность вихревого электрического поля , возбужденного изменяющимся со временем магнитным полем в эталонном датчике, принимая электрическое поле однородным:

Таблица 5.1.1

160	0,1 м	150	0,01 м	1 Ом		0о

Таблица 5.1.2

	1	2	3	4	5
, В
, В
, В
, В
, В

57

Таблица 5.1.3

Номер задания		1	5	7	9	11	15	16
Величина
Численное значение
Наименование единицы измерения

5.2. Упражнение 2. Изучение магнитного поля проводников с током и проверка формул индукции магнитного поля прямого проводника с током и кругового проводника с током.

5.2.1. Теория метода. Описание установки

В лабораторной работе магнитное поле проводников с током изучается, вызывая электромагнитную индукцию в эталонном датчике магнитным полем исследуемого контура с током.

Эталонный датчик представляет собой короткую катушку малого диаметра =0,02 м с числом витков

По определению, в однородном магнитном поле магнитный поток через поперечное сечение датчика (через площадь ограниченную одним витком датчика)

где - угол между нормалью к и магнитной индукцией .

Магнитный поток через площадь, ограниченную всеми витками датчика (поток сцепления катушки), больше в раз:

Эталонный датчик располагается перпендикулярно линиям индукции магнитного поля, поэтому

Тогда

В случае пилообразного тока в контуре (при линейной зависимости силы тока от времени) в течение каждой половины периода э. д.с.

Действительно, из закона Био–Савара-Лапласа следует, что для всех проводников с током

58

Коэффициент пропорциональности называется калибровочным коэффициентом; он показывает, насколько изменяется индукция магнитного поля контура с током при изменении силы тока в нем на 1 А. Тогда

При линейной зависимости силы тока от времени (в течение каждого полупериода при пилообразном токе) скорость изменения силы тока постоянна и равна