МИНОБРНАУКИ РОССИИ. Санкт-Петербургский государственный. электротехнический университет. «ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина). Кафедра Физики. по лабораторной работе №13. по дисциплине «Физика». Цель работы.. Основные теоретические положения.

Стр 1 из 2Следующая ⇒

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В. И. Ульянова (Ленина)

Кафедра Физики

отчет

по лабораторной работе №13

по дисциплине «Физика»

Тема: Исследование магнитного поля кругового тока

(закон Био-Савара-Лапласа)

Студентка гр. 0583		Федорова И. А.
Преподаватель		Козлов М. Г.

Санкт-Петербург

Цель работы.

Ознакомление с методикой измерения индукции магнитного поля, экспериментальное исследование магнитного поля, созданного круговым током, приобретение навыков расчета магнитного поля с помощью закона Био – Савара – Лапласа.

Основные теоретические положения.

Схема установки

В работе используется планшет (1), с нанесенной на него координатной сеткой. На планшете установлено кольцо (2), внутри которого медным проводом намотана катушка. Кольцевая катушка (2) подключена к генератору (3), индукция магнитного поля, созданного током, протекающим в катушке (2), измеряется в разных точках планшета катушкой-датчиком (4), подключенной к измерительной схеме (5). В процессе измерения исследователь поворачивает датчик (4) в горизонтальной плоскости, добиваясь максимальных показаний вольтметра измерительной схемы. На корпусе датчика (4) нанесена стрелка, направление которой совпадает с осью катушки. Помещая датчик в различные точки планшета, и, измеряя индукцию магнитного поля в данной точке, можно построить картину исследуемого поля.

Исследуемые закономерности

1) Магнитное поле кругового тока. Индукция магнитного поля, создаваемого током, протекающим в проводнике произвольной формы рассчитывается с помощью закона Био – Савара – Лапласа: , где значение индукции магнитного поля на вертикальную ось кругового витка определяется выражением: , где

– радиус кругового тока, – сила тока, – число витков в катушке.

2) Магнитный момент. Будучи помещенным в магнитное поле, круговой виток с током испытывает на себе действие вращающего момента силы и ориентируется в поле таким образом, что плоскость витка располагается перпендикулярно вектору магнитной индукции внешнего поля.

Ориентирующий момент силы, действующий на круговой ток, можно описать соотношением: , где – магнитный момент витка с током, который в свою очередь равен , где – сила тока в витке, – площадь, охваченная током витка, – единичный вектор к нормали плоскости витка.

Выражение справедливо для любой формы тока, образующего замкнутую петлю.

3) Явление электромагнитной индукции. Процесс измерения значений индукции магнитного поля основан на использовании явления электромагнитной индукции:

Поскольку катушка, создающая исследуемое магнитное поле, питается переменным током частоты f, то , где – эффективная площадь сечения катушки датчика, – число витков катушки датчика.

12 Следующая ⇒