Магнитное поле. Зависимость магнитного поля от расстояния, страница 2

                                                                                                        (3)

            Для исследования зависимости напряженности магнитного поля прямолинейного тока от расстояния до проводника применяется следующий метод. Прямоугольная, вытянутая по вертикали рамка ABCD (рис.3) присоединяется к генератору переменной ЭДС. По рамке течет переменный ток, изменяющийся с течением времени t, следующим образом:

,

где - амплитудное (максимальное) значение тока в цепи; - угловая частота переменного тока.

Вокруг проводника создается переменное магнитное поле напряженностью

,

где - амплитудное значение напряженности.

            Маленькая плоская катушка- это индукционный датчик (ИД), содержащий N витков, помещается в точку Р поля так, чтобы ее центр совпал с этой точкой. По законам электромагнитной индукции в катушке возникает ЭДС

;

где Ф- магнитный поток, пронизывающий каждый поток катушки. Известно, что

,

где - магнитная постоянная; - магнитная проницаемость среды, в которой создано магнитное поле, в нашем случае , т.к. поле создано в воздухе; S- площадь измерительной катушки ИД. Поэтому можно записать

                                                                                                          (4)

Обозначив

                                                              ,                                                  (5)

получим

                                                                                                                     (6)

Равенство (5) показывает, что  пропорционально . Следовательно, рассчитав , можно рассчитать значение  в любой точке поля. Т.к.  (здесь -действующее значение ЭДС), то

                                                                                                                   (7)

Схема установки

Рис.3

Расчетные формулы

где d-ширина участка АВ рамки.

Формула погрешности

=

Таблица измерений

							H
1	0.01	0.01	0.001	0.110	0.005	95	11*
3		0.02		0.072		48	7.0*
5		0.03		0.054		32	5.2*
7		0.04		0.046		24	4.5*
9		0.05		0.032		19	3.1*
11		0.06		0.026		15	2.5*
13		0.07		0.023		13	2.2*
15		0.08		0.020		11	1.9*
17		0.09		0.018		9	1.8*
19		0.10		0.017		8	1.7*
21		0.11		0.016		7	1.5*
23		0.12		0.016		6	1.5*
25		0.13		0.015		6	1.4*
27		0.14		0.014		5	1.4*
29		0.15		0.014		4	1.3*