![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Описание установки. Теория методаЭлектромагнитной индукцией называется возникновение электродвижущей силы (ЭДС) в проводнике под действием магнитного поля. ЭДС электромагнитной индукции равна скорости изменения магнитного потока со временем с обратным знаком (закон электромагнитной индукции): В лабораторной работе проверяется прямая пропорциональная зависимость ЭДС электромагнитной индукции от скорости изменения магнитного потока. Лабораторная работа выполняется на установке, принципиальная схема которой изображена на рис. 5.1.
Рис. 5.1
В качестве контура Катушки Гельмгольца представляют две короткие по длине последовательно соединенные одинаковые соосные катушки с одинаковым числом витков Контур С сопротивления По закону Ома сила тока поэтому наблюдаемая на экране осциллографа зависимость напряжения от времени соответствует зависимости силы тока
Рис. 5.2
ЭДС индуцируется в эталонном датчике (ДЭ), представляющем собой катушку малого диаметра Индуцируемая в датчике ЭДС На экране осциллографа можно одновременно наблюдать зависимости напряжения По определению магнитный поток через поперечное сечение датчика (через площадь где Магнитный поток через площадь, ограниченную всеми витками датчика (поток сцепления катушки), больше При данном угле Тогда ЭДС индукции, возникающей в датчике, по величине будет равна и проверка зависимости Из закона Био-Савара-Лапласа следует, что для всех проводников с током Коэффициент пропорциональности Тогда и проверка зависимости При линейной зависимости силы тока от времени (в течение каждого полупериода при
пилообразном токе) скорость изменения силы тока со временем 1) если положение датчика ДЭ не изменяется 2) для промежутка времени
где Тогда для ЭДС индукции, возникающей в датчике под действием магнитного поля контура
Отсюда следует, что проверка закона электромагнитной индукции (5.1) сводится к проверке зависимостей: 1) при неизменных частоте пилообразного тока
т.е. чем больше амплитуда пилообразного тока в катушках Гельмгольца, тем большая ЭДС индукции должна возникнуть в эталонном датчике; 2) при неизменных амплитуде пилообразного тока т.е. чем больше частота пилообразного тока в катушках Гельмгольца, тем большая ЭДС индукции должна возникнуть в эталонном датчике; 3) при неизменных частоте т.е. с увеличением угла 4) при неизменных частоте и амплитуде пилообразного тока и ориентации датчика ЭДС индукции постоянна. В лабораторной работе проверяется цепочка зависимостей: при выбранных В условиях опыта Частота Калибровочный коэффициент Калибровочный коэффициент можно определить также теоретически, учитывая, что катушки Гельмгольца короткие и рассматривая их как круглые проводники с током. На оси катушек на расстояниях Эталонный датчик, в котором возникает ЭДС индукции, располагается посередине между катушками, а из-за малости его диаметра и для калибровочного коэффициента
|