Изучение магнитного поля, создаваемого током, текущим по прямоугольной рамке

Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский  государственный горный  институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Отчёт по лабораторной работе № 13

По дисциплине:                                     Физика

                                   (наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)

Тема:                                     Изучение магнитного поля тока

Выполнил: студент  гр. АПМ-03           ______________              /Смоляк А.В/

                                                                                                             ^{(подпись)                                               (Ф.И.О.)}  

Дата: __________________

ПРОВЕРИЛ:

Руководитель:   профессор                      ____________                   /Сырков А.Г./

                                                                                                             ^{(подпись)                                                (Ф.И.О.)}

Санкт-Петербург

2004

Цель работы:изучение магнитного поля, создаваемого током, текущим по прямоугольной рамке. Измерения с помощью индукционного датчика, соединенного с ламповым  вольтметром, магнитного поля нижнего участка этой рамки при различных расстояниях до нее. Построение графика зависимости магнитного поля от расстояния и сравнение его с теоретическим значением, полученным на основании закона Био-Савара-Лапласа.

Общие сведения:

Для исследования зависимости магнитного поля прямолинейного тока от расстояния до проводника в данной лабораторной работе применяется следующий метод. Прямоугольная, вытянутая по вертикали рамка ABCD  присоединяется к генератору переменной ЭДС. По рамке течёт переменный ток, изменяющийся с течением времени t, следующим образом:

, где I_о – амплитудное (максимальное) значение тока в цепи; w - угловая частота переменного тока.

Вокруг проводника создаётся переменное магнитное поле напряжённостью .

Маленькая плоская катушка – индукционный датчик (ИД), содержащий N витков, помещается в точке P поля так, чтобы её центр совпал с этой точкой.

 

Основные расчетные формулы:

 , где  - действующее значение ЭДС, N – количество витков катушки, S –  площадь измеряемой катушки,  - магнитная проницаемость среды,  - магнитная постоянная, ω - угловая частота переменного тока

, где  - удалённость датчика от рамки,  - радиус вектор, соединяющий элемент с рассматриваемой точкой Р;

Исходные данные:

N =300 (количество витков катушки);

S =м² (площадь измеряемой катушки); 

b= 13,5 см (высота рамки);

d=1,1 см (ширина участка рамки АВ);

=1 (магнитная проницаемость среды);