КОНСТРУКЦИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ТОРОИДА

В данной работе исследуемая катушка одета на разборный прямоугольный сердечник (рис. 17). Значение числа витков дается на панели катушки. Так как сердечник замкнут и его магнитная проницаемость значительно больше, чем в окружающей среде, то магнитный поток практически полностью сосредоточен в этом сердечнике, и данную конструкцию можно считать тороидом. Поэтому формулы (5.1) и (5.2) с достаточной точностью применимы к данной конструкции.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Измеряют сечение S и длину осевой линии магнитопровода исследуемой катушки по конструкции сердечника (рис. 17).

2. Измеряют омическое сопротивление исследуемой катушки с помо­щью моста постоянного тока.

3. Собирают схему (см. рис. 16).

4. Включают и настраивают индикатор нуля. Им является осциллограф; при этом клеммы А и В реохорда (рис. 16) соединяют с гнездами «у» на осциллографе, ручкой «УСИЛЕНИЕ» задают небольшой сигнал.

5. Передвигая ползунок реохорда Д, добиваются отсутствия тока
(подаваемого сигнала) в индикаторе нуля при заданной частоте.

6. Записывают значения , повторив п. 5 три раза. Для расчетов берут среднее и среднее.

7. По формуле (5.8) вычисляют

8. По формуле (5.2) вычисляют магнитную проницаемость сердечника

9. Повторяют измерения при другой частоте генератора.

ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ

1.Без разрешения преподавателя не подключать схему к источникам питания. Не касаться открытых частей схемы руками!

2. Не прилагать больших усилий к регулирующим ручкам осциллографа.

3. По окончании измерений отключите источник питания.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Какова классификация и свойства магнетиков?

2. Природа диа-, пара- и ферромагнетиков.

3. Что Вы знаете о магнитной проницаемости вещества?

4. Что Вы знаете об индуктивности?

5. Запишите закон Ома для переменного тока и поясните его.

6. Каково устройство, принцип действия и назначение моста Максвелла?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

1) Ознакомление с методом исследования поля при помощи зонда.

2) Построить распределение эквипотенциальных поверхностей и линий напряженности междуэлектродного поля.

ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ:

1. Установка ФП 1А для исследования электрических полей.

2. Набор электродов.

3. Дистиллированная вода.

4. Поваренная соль NaCl.

ТЕОРИЯ

1. Электростатическим полем называется особая материальная среда, неразрывно связанная с зарядом, обусловленная им, которая обнаруживается по электрическому действию на заряд.

Поле неподвижных электрических зарядов называется электростатическим.Силовой характеристикой электростатического поля является напряженность - это векторная величина, равная отношению вектора силы F, с которой поле действует на заряд q' к величине этого заряда (1)

= (1)

где q' - заряд, помещенный в поле (алгебраическая величина).

Для поля точечного заряда q

= k (2)

где q - заряд, создающий поле;

- радиус-вектор, проведенный от заряда до данной точки поля (рис. 1 )

k — коэффициент пропорциональности; (в системе СИ k= )

рис. 1.

2. Графически поле изображается линиями напряженности(силовые линии) - это такие линии, в каждой точке которых касательная совпадает с вектором напряженности поля в этом месте. Силовые линии электростатического поля начинаются на положительном заряде и кончаются на отрицательном или уходят в бесконечность. Линии напряженности проводят так, что число линий, пронизывающих единичную, перпендикулярную к ним площадку равно напряженности поля в данном месте (3)

(3)

Скалярное произведение

Ed cos = dФ (4)

называется элементарным потокомвектора напряжен-ности через площадку dS рис. 2.

Рис. 2

3. Электростатическое поле является потенциальным,т.е. работа по переносу заряда в электрическом поле не зависит от формы и длины пути, а зависит только от начального и конечного положения точки перемещения.

Работа по замкнутому контуру всегда равна нулю (5)

(5)

Отношение энергии W , которой обладает заряд q' в электрическом поле к величине этого заряда называется потенциаломполя (6).

(6)

В поле точечного заряда q потенциал определяется выражением

(7)

Поверхность, в каждой точке которой потенциалы одинаковы, называется эквипотенциальной.Отсюда следует, что линии напряженности перпендикулярны к эквипотенциальным поверхностям. Эквипотенциальные поверхности проводятся так, что по их густоте можно судить о напряженности. Разность потенциалов между соседними поверхностями остается постоянной в любом месте.

Связь между напряженностью и потенциалом в данной точке поля имеет вид

Е_l= - (8)

где E_l=Ecos - проекция вектора Е на направление перемещения l;

- изменение потенциала на единицу пути по направлению l.

Выражение (8) в векторной форме имеет вид

(9)

Выражение называют градиентом потенциала.

Градиент потенциала— это вектор, численно равный максимальному приращению потенциала на единицу пути в данном месте и направлен в сторону наибольшего положительного приращения на единицу пути.

В электрическом поле векторы и численно равны и направлены противоположно.

4. Из условия потенциальности электрического поля следует, что в заряженном проводнике заряды будут распределяться перемещаясь до тех пор, пока потенциалы в любой точке проводника и на поверхности не выровняются. Заряды распределяются на поверхности с различной поверхностной плотностью, σ , где R - радиус кривизны поверхности.

Векторы перпендикулярны к поверхности заряженного проводника (уединенного), а эквипотенциальные поверхности вблизи проводника имеют форму его поверхности.

Поиск по сайту: