Исследование магнитного поля на оси кольцевых катушек - Методичка

Функционирование катушек индуктивности основано на взаимодействии тока и магнитного потока. В отличие от резисторов и конденсаторов катушки индуктивности являются нестандартными радиодеталями и их конструкция определяется назначением конкретного устройства. Индуктивность определяет, какой поток магнитного поля создаст катушка при протекании через нее тока силой 1 ампер. Межвитковая паразитная емкость проводника в составе катушки индуктивности превращает катушку в сложную распределенную цепь. Температурная нестабильность индуктивности обусловлена целым рядом факторов: при нагреве увеличивается длина и диаметр провода обмотки, увеличивается длина и диаметр каркаса, в результате чего изменяются шаг и диаметр витков; кроме того при изменении температуры изменяются диэлектрическая проницаемость материала каркаса, что ведет к изменению собственной емкости катушки.Основными компонентами комплекса «Электричество и магнетизм» являются: - блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП); 2.1 Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП) Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП) предназначен для формирования однофазных регулируемых сигналов различной формы и постоянных напряжений для питания исследуемых схем. БГННП содержит наборное поле для сборки электрических схем с использованием набора миниблоков. Синусоидальное, прямоугольное и импульсное напряжения на выходе генератора задается переключателем «ФОРМА».Миниблоки представляют собой отдельные элементы электрических цепей или функциональные блоки, из которых непосредственно в ходе работы собирается исследуемая схема на наборном поле блока генераторов напряжений. Миниблок «Кольцевые катушки» предназначен для исследования магнитного поля на оси катушек и явления взаимной индукции. Одна из двух одинаковых катушек неподвижна, другая может перемещаться вдоль оси с помощью специального поводка. На этикетке имеется шкала, по которой можно определить текущее расстояние между катушками, указаны одноименные зажимы, числа витков и средний диаметр катушек, а также показано расположение вывода. Для измерения магнитной индукции на оси катушек используется миниблок «Тесламетр», в котором имеется щуп с датчиком Холла.В блоке установлен источник питания мультиметров от сети с выключателем и предохранителем на 1 А. на лицевую панель блока вынесены четыре предохранителя защиты токовых цепей мультиметров.Установите миниблок «Кольцевые катушки» на наборную панель, как показано на рисунке 7. Если Вы исследуете поле двух катушек, то соедините катушки между собой согласно или встречно. Подведите к катушкам питание от регулируемого источника постоянного напряжения 0…15 В через амперметр. Разомкните цепь питания катушек (выньте из гнезда наборной панели штырек провода от амперметра) и включите блок генераторов.Предварительно выберите удобные масштабы и нанесите шкалы по осям. Вычислите магнитную индукцию в некоторых характерных точках (в точке симметрии, в центре одной из катушек и т. п.) по формуле для тонкой кольцевой катушки: Геометрические размеры, входящие в эту формулу показаны на рисунке 8. Нанесите расчетные точки на экспериментальном графике либо сделайте расчет всего графика на компьютере, используя, например, программу MATHCAD.

Содержание

Цель работы

1. Теоретические основы

2. Устройство используемых компонентов комплекса и порядок работы с ними

2.1 Блок генераторов напряжений с наборным полем (БГННП)

2.2 Набор миниблоков

2.3 Блок мультиметров

3. Порядок выполнения работы

4. Расчетная часть

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Изучение понятия катушка индуктивности.

Изучение устройства отдельных компонентов комплекса «Электричество и магнетизм» и порядок работы с ними.

Получение навыков практической работы с учебным лабораторным комплексом «Электричество и магнетизм».

Проведение эксперимента: снятие зависимости магнитной индукции в различных точках на оси кольцевой катушки и построение графика изменения магнитной индукции вдоль оси.

Составление отчета.

1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Контрольные вопросы

Для чего используются катушки индуктивности?

Для чего применяют катушки связи?

Перечислите основные параметры катушки индуктивности?

Какой конструкции катушка цилиндрической или кольцевой предпочтительнее для неразрушающего контроля?

Размещено на .ru