Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный горный университет

Кафедра общей и технической физики
Электромагнетизм

Отчет по лабораторной работе №6

на тему:
Изучение магнитного поля

(закон Био–Савара–Лапласа)

Выполнил: студент группы НБ-10 ____________ /Алексеев О.О./

^{(шифр группы) (подпись) (Ф.И.О.)}

ПРОВЕРИЛ:

Преподаватель: доцент ____________ /Чернобай В.И

(должность) ^{(подпись) (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2011 год


1.Цель работы

Измерение магнитных полей, создаваемых проводниками различных конфигураций. Экспериментальная проверка закона Био-Савара-Лапласа.

2.Краткое теоретическое содержание.
3.Явление, изучаемое в работе.

Явление возникновения магнитного поля вокруг проводника с током.

1. 
   Определения.
   

Магнитное поле – силовое поле в пространстве, окружающем токи и постоянные магниты. Создается только движущимися зарядами и действует только на движущиеся заряды.

Соленоид – свернутый в спираль изолированный проводник, по которому течет электрический ток. Индукция магнитного поля внутри соленоида:



Магнитная проницаемость среды – безразмерная величина, показывающая во сколько раз магнитное поле макротоков усиливается за счет поля микротоков среды.

Электрический ток – направленное движение электрически заряженных частиц.

Сила тока – скалярная физическая величина, равная величине электрического заряда, переносимого через поперечное сечение проводника за единицу времени:



Индуктивность – величина, характеризующая магнитные свойства проводника.

Магнитная индукция – векторная физическая величина, которая в данной точке магнитного поля равна отношению максимальной силы, действующей на проводник с током, к длине проводника и силе тока в проводнике, помещенным в эту точку.

---

Напряженность магнитного поля – векторная величина, являющаяся количественной характеристикой магнитного поля. Не завит от магнитных свойств среды.
5.Законы и соотношения:

1. 
   Закон Био-Савара-Лапласа:
   

Определяет индукцию поля создаваемого элементом проводника с током в точке, находящейся на расстоянии r от элемента проводника.

2. 
   Магнитное поле на оси короткой катушки:
   

В соответствии с принципом суперпозиции магнитное поле катушки представляет собой алгебраическую сумму полей отдельных витков.

3. 
   Циркуляции вектора магнитной индукции:
   

Циркуляция вектора магнитной индукции B поля постоянных

токов по произвольному замкнутому контуру равна произведению на алгебраическую сумму токов, пронизывающих контур циркуляции.

2. 
   Принцип суперпозиции магнитных полей:
   

Магнитная индукция результирующего поля, создаваемого несколькими потоками или движущимися зарядами, равна векторной сумме магнитных индукций полей, создаваемых каждым током или движущимися зарядами в отдельности:

3. 
   Правило правого винта:
   

За положительное направление принимается направление поступательного движения винта, головка которого вращается в направлении тока, текущего в рамке.
6.Пояснение к физическим величинам, единицы их измерения.

[ ] = н/Кл – напряженность магнитного поля;

[ ] = А – значение тока;

[ ] = м – элементарный отрезок проводника;

[

---

] = м – радиус-вектор;

[ ] – магнитная постоянная;

[ ] – магнитная проницаемость среды;

[ ] – число витков катушки;

[ ] = Тл – магнитная индукция.

7) Ожидаемый результат.

Что зависимость магнитной индукции в центре короткой катушки от силы тока в ней будет являться прямой пропорциональной завиимостью. Так же зависимость магнитной индукции в центре соленоида и создаваемой прямолинейным проводником от силы тока в нем так же будет иметь вид прямой пропорциональной зависимости.

7. Электрическая схема




Рис. 1 Электрическая схема установки

1. 
   Тесламетр
   
2. 
   Соединительный провод
   
3. 
   Измерительный шуп
   
4. 
   Датчик Холла
   
5. 
   Исследуемый объект
   
6. 
   Источник тока
   
7. 
   Линейка для фиксирования положения датчика
   
8. 
   Держатель шупа
   

-Амперметр

1. 
   Расчетные формулы.
   

1. 
   Магнитная индукция, создаваемая короткой катушкой:
   

.

[ ] = м – радиус катушки;

[z] = м – расстояние от центра катушки до датчика Холла;

[ ] – число витков катушки.

2. 
   Магнитная индукция, создаваемая соленоидом:
   

,

[ ] = м - длина соленоида;

[ ] - число витков соленоида.

3. 
   Кратчайшее расстояние от датчика до проводника с током:
   

---

.

4. 
   Индуктивность соленоида:
   

5. 
   Потокосцепление:
   

6. 
   Площадь сечения соленоида:
   

2. 
   Формулы погрешности косвенных измерений:
   

1. 
   Максимальная абсолютная погрешность измерения магнитной индукции, создаваемой короткой катушкой:
   

2. 
   Максимальная абсолютная погрешность измерения магнитной индукцией, создаваемой соленоидом:
   

3. 
   Максимальная относительная погрешность измерения кратчайшего расстояния от датчика Холла до проводника с током:
   

4. 
   Максимальная относительная погрешность измерения индуктивности соленоида:
   

5. 
   Максимальная относительная погрешность измерения потокосцепления:
   

6. 
   Максимальная относительная погрешность измерения площади сечения соленоида:
   

3. 
   Таблица 1. «Зависимость магнитной индукции на оси короткой катушки от расстояния до центра катушки».
   

z	см	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0
Bэксп	мТл	-0,02	-0,02	0,02	0,02	0,01	0,01	0,01	0,01	0,00
Bтеор	мТл	0,02	0,03	0,04	0,06	0,1	0,15	0,24	0,33	0,38

---

z	см	1	2	3	4	5	6	7	8
Bэксп	мТл	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,02	-0,02	-0,02
Bтеор	мТл	0,33	0,24	0,15	0,1	0,06	0,04	0,03	0,02

Таблица 2. «Зависимость магнитной индукции в центре короткой катушки от силы тока в ней».

I	A	0	0,5	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	4,5	5,0
Bэксп	мТл	0,00	0,02	0,06	0,1	0,11	0,15	0,16	0,17	0,19	0,21
Bтеор	мТл	0	0,04	0,11	0,15	0,19	0,23	0,27	0,3	0,34	0,38

Таблица 3. «Зависимость магнитной индукции на оси соленоида от расстояния до его центра».

z	см	-10	-9	-8	-7	-6	-5	-4	-3	-2	-1	0
Bэксп	мТл	0,11	0,28	0,85	1,87	2,38	2,57	2,62	2,67	2,68	2,7	2,7
Bтеор	мТл	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45	2,45

---

Смотрите также файлы

• Физическая культура личности студента.doc

• Лабораторная работа 3. Создание многоуровневого списка, добавление оглавления.doc

• Инструкцияпо работе с лабораторной работой 4 приготовление раствора.pdf

• Материала и собственного.docx

• Содержание 2 Наименование программного изделия 4 Область применения 4.doc