Вивчення явища електромагнітної індукції icon

Вивчення явища електромагнітної індукції




Скачати 75.57 Kb.
НазваВивчення явища електромагнітної індукції
Дата15.09.2012
Розмір75.57 Kb.
ТипДокументи



Лабораторна робота № 10

Вивчення явища електромагнітної індукції


Теоретичні відомості

Явище електромагнітної індукції було відкрите у 1831 р. М.Фарадеєм. Фізична суть цього явища описана в пункті 5.8. Згідно з законом Фарадея (5.34) електрорушійна сила, яка виникає в провідному контурі , пропорційна швидкості зміни магнітного потоку, що пронизує цей контур. У випадку складного контуру, що складається з N однакових послідовно з'єднаних простих контурів ( витків ) результуюча електрорушійна сила ЕРС визначається за формулою

, або ,

де - повний магнітний потік, зчеплений з контуром (потокозчеплення ). Якщо опір контуру R,то за законом Ома ( 3.14) індукційний струм в контурі

. (5.40)

Підставивши в ліву частину цієї формули вираз для струму , отримаємо:

.

Проінтегруємо ліву і праву частини цього виразу

,

де і - початкове і кінцеве значення повного магнітного потоку, зчепленого з контуром. Після інтегрування отримаємо:

(5.41)

У даній роботі вивчення явища електромагнітної індукції здійснюється шляхом перевірки співвідношення (5.41) на основі незалежного визначення дослідним шляхом зміни повного магнітного потоку , а також вимірювання величини електричного заряду, що протікає у цьому випадку в контурі при заданому опорі контуру R. Електрична схема даної лабораторної роботи зображена на рисунку 5.13.


frame1

Зміна магнітного потоку у вимірювальній котушці досягається за рахунок зміни напряму струму І через первинну котушку ( див. Рис. 5.13) . Обидві котушки намотані на спільний циліндричний каркас. Зміна повного магнітного потоку у вимірювальній котушці

= 2 N2 B S, (5.42)

де N2 – число витків вторинної котушки; В – індукція магнітного поля всередині котушок; s – площа перерізу котушок; ; d – діаметр котушок. Індукція магнітного поля в первинній котушці визначається за формулою

,

де = 4π 10-7 Гн/м; N1 – число витків у первинній котушці – довжина первинної котушки. Підставивши цей вираз у (5.42) отримаємо:

. (5.43)

Oпip R контуру вимірювальної котушки складається з послідовно з’єднаних опорів: вимірювальної котушки R2, додаткового опору Rдод i балістичного гальванометра Rг:


R = R2 + Rдод + Rг. (5.44)


Величина електричного заряду q, що протікає в контурі вимірювальної котушки при зміні повного магнітного потоку на величину ,визначається за допомогою балістичного гальванометра Г, який необхідно попередньо проградуювати, тобто визначити ціну поділки його шкали.

Для балістичного гальванометра максимальне відхилення світлового зайчика на шкалі nмах пропорційне до заряду q, що протікає через гальванометр:

q = k nmax , (5.45)

де k – ціна поділки шкали гальванометра.

Ціна поділки шкали балістичного гальванометра Г визначається так:

  1. зарядивши конденсатор заданої електроємності С до напруги U

(напруга вимірюється вольтметром V ), за формулою

qc = CU (5.46)

визначаємо заряд qc , наданий конденсатору.

  1. розряджаючи конденсатор С через балістичний гальванометр Г , визначаємо максимальну величину відхилення світлового зайчика на шкалі гальванометра .

Оскільки гальванометр Г при цьому шунтується опором Rш, фактич­на величина заряду, який протікає через балістичний гальванометр

, (5.47)

або з врахуванням (5.46)

. (5.48)

Оскільки

,

то ціна поділки шкали балістичного гальванометра з врахуванням (5.46)

. (5.49)

Порядок виконання роботи

  1. Вивчити монтаж електричної схеми до даної лабораторної роботи згідно з рисунком 5.13.

  2. Використовуючи перемикач П2, зарядити конденсатор С. Вольтметром V виміряти напругу U- на обкладках конденсатора.

  3. Використовуючи перемикач П2, розрядити конденсатор С через балістичний гальванометр Г, попередньо під’єднавши гальванометр до розетки "Град". За шкалою балістичного гальванометра визначити макси­мальне відхилення світлового зайчика . Вимірювання, вказані в п. 2, 3, виконати тричі.

  4. Обчислити ціну поділки k, шкали гальванометра за формулою ( 5.49). Результати вимірювань i обчислень записати в табл. 1.

  5. Переключити гальванометр до розетки “Вимір”. Використовуючи перемикач П1 і, замкнувши вимикач К , пропустити струм через первинну котушку W1. Величину струму I визначити за допомогою ам­перметра А .

  6. Перемикачем П1 змінити напрям струму в первинній котушці на зворотний. На шкалі балістичного гальванометра визначити максимальне відхилення світлового зайчика nmax Вказані в п. 5, 6 вимірювання виконати тричі, змінюючи за допомогою реостата силу струму І, а в коло гальванометра вмикаючи по черзі перемикачем П3 один з трьох додаткових onopiв Rдод. Результати вимірювань записати в табл. 2.

  7. За формулою ( 5.45 ) обчислити значення q i результати обчислень записати в табл. 3.

  8. За формулами ( 5.43 ) і ( 5.44 ) відповідно обчислити тричі значення величин і R, визначити величини . Результати обчислень записати в табл. 3. На основі отриманих результатів перевірити для кожного з трьох вимірювань правильність співвідношення ( 5.41 ).



Контрольні запитання

  1. Суть явища електромагнітної індукції.

  2. Від чого залежить індукція магнітного поля В всередині довгої котушки ?

  3. Вивести формулу для обчислення заряду, що протікає в контурі вимірювальної котушки при зміні напряму струму в первинній котушці.

Таблиця I

С, (Ф)

U, (B)

Rг, (Ом)

Rш, (Ом)

, (под.)

k, Кл/под























































Середнє значення k




Таблиця 2

R2, ( Ом )

Rдод, (Ом)



nmax. , (под )


N1

N2

l, ( м )

d, (м )

S, ( м2 )

І,( А )




















































































Перевірка співвідношення q = .

Таблиця 3

q, ( Кл )

, ( Вб/Ом )



















Схожі:

Вивчення явища електромагнітної індукції iconРівняння Максвела – це основні рівняння класичної електродинаміки
Максвел узагальнив основні експериментальні закони електромагнетизму: теорему Гаусса, закон повного струму, Основний закон електромагнітної...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconПитання до іспиту з фізики
Електромагнітні хвилі: шкала; інтенсивність; вектор Пойнтінга; енергія електромагнітної хвилі; швидкість електромагнітної хвилі в...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconЛабораторна робота №48 Вивчення явища фотолюмінесценції
...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconЕлектромагнітні коливання
За якою формулою розраховують залежність від часу ерс індукції, яка виникає в рамці внаслідок її рівномірного обертання в однорідному...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconЕлектромагнітні коливання
За якою формулою розраховують залежність від часу ерс індукції, яка виникає в рамці внаслідок її рівномірного обертання в однорідному...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconРозділ II. Основні явища І закони хвильової оптики інтерференція світла
Згідно хвильової (електромагнітної) теорії світлове випромінювання – це електромагнітні хвилі, довжини яких лежить в межах від 0,38...
Вивчення явища електромагнітної індукції iconВивчення магнітного поля Землі
Чому дорівнює індукція магнітного поля в центрі колового струму? Лінія дії І напрямок вектора індукції
Вивчення явища електромагнітної індукції iconВивчення магнітного поля землі
Експериментальне визначення горизонтальної складової вектора індукції магнітного поля Землі
Вивчення явища електромагнітної індукції iconМіністерство освіти І науки, молоді та спорту україни
Вивчення вимушених електромагнітних коливань І явища резонансу в коливальному контурі”
Вивчення явища електромагнітної індукції iconНазва модуля: Фізика. Ч код модуля: кзф 6002 C02
У результаті вивчення модуля студент повинен знати: основні фізичні явища та закони фізики, які необхідні для наступного вивчення...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи