Порядок выполнения работы
Задание 1. Определение зависимости магнитной индукции в средней точке на оси соленоида и тарировка датчика Холла.
1. Соберите структурную функциональную схему, изображенную на рис. 4.5 и 4.6.
|
|
|
|
Рис. 4.5 |
Рис. 4.6 |
2. Поставьте шток с датчиком Холла в среднее положение на оси соленоида (отметка «0» по шкале).
3. Включите источник питания и цифровой вольтметр в сеть 220 В. Измерьте ЭДС DjX Холла в центре соленоида для токов 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 А; при этом из измеренного значения необходимо вычесть поправку djX, указанную в паспорте модуля. Данные занесите в табл. 4.1.
Таблица 4.1
|
Номер измерения |
Ток в обмотке соленоида Iс, А |
ЭДС датчика Холла DjX, В |
Магнитная индукция B, Тл |
Постоянная Холла RX, м3/Кл |
|
... |
|
|
|
|
4. Вычислите индукцию B магнитного поля для заданных значений силы тока Ic в обмотке соленоида по формулам (4.10) и (4.1); данные занесите в таблицу.
5. Вычислите значения постоянной Холла RX для каждого измерения по формуле (4.11); данные занесите в таблицу. Найдите среднее арифметическое значение постоянной RX Холла.
6. Постройте графики зависимости B = f(Iс) и DjX = f(Iс) по данным табл. 4.1.
Задание 2. Исследование зависимости индукции магнитного поля от координаты l, отсчитываемой от средней точки.
1. Установите величину силы тока Ic в обмотке соленоида по указанию преподавателя.
2. Перемещая шток с датчиком Холла вдоль оси соленоида с интервалом Dl = 1 см, измерьте ЭДС DjX Холла. Полученные данные занесите в таблицу 4.2.
Таблица 4.2
|
Iс = ... А |
|||||
|
Положение датчика l, мм |
110 |
100 |
90 |
80 |
... |
|
ЭДС датчика Холла DjX, В |
|
|
|
|
|
|
Магнитная индукция B, Тл |
|
|
|
|
|
3. Вычислите индукцию B магнитного поля для каждого положения датчика Холла по формуле (4.11). При расчете используйте значение постоянной RX Холла, полученное в задании 1. Данные занесите в табл. 4.2.
4. Постройте график зависимости B = f(z) по данным табл. 4.2.
5. Повторите измерения и расчеты по пп. 2-4 для нового значения силы тока Ic в обмотке соленоида (по указанию преподавателя).
6. Для одного из полученных значений индукции B магнитного поля рассчитайте абсолютную DB и относительную DB/B погрешности измерения.
Контрольные вопросы
1. Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа. Пользуясь этим законом, сделайте вывод формулы для индукции магнитного поля на оси кругового витка с током.
2. Сформулируйте теорему о циркуляции вектора B по контуру L. Пользуясь этой теоремой, выведите формулу для индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида.
3. Пользуясь принципом суперпозиции, сделайте вывод формулы для индукции магнитного поля бесконечно длинного соленоида.
4. Выведите формулу ЭДС Холла.
5. Нарисуйте схему измерений для исследования зависимости B = f(z).