Файл: Лабораторная работа 2 Исследование распределения магнитного поля, образованного прямым и круговым токами по курсу Теоретические основы электротехники 3.docx

Лабораторная работа № 2 «Исследование распределения магнитного поля, образованного прямым и круговым токами»
по курсу «Теоретические основы электротехники 3»

Тема 3. Магнитное поле постоянных токов.Цель работы:• Ознакомление с методикой измерения индукции магнитного поля.• Экспериментальное исследование магнитного поля, созданного прямым и круговым токами.• Приобретение навыков расчета магнитного поля с помощью закона Био – Савара – Лапласа.

1. Порядок запуска ВЛР

1.1. Получите доступ к виртуальному рабочему столу. Инструкция по доступу прилагается к заданию в курсе.1.2. Откройте на виртуальном рабочем столе папку «Лабораторные работы», выберите папку «ВЛК «Физика 2. Электричество и магнетизм»», далее – папку 4. Исследование распределения магнитного поля. 1.3. Запустите двойным щелчком файл 4. Инструкция по работе с программой, ознакомьтесь с интерфейсом (рис.1) и элементами виртуальной лабораторной работы (далее - ВЛР).Теоретическая часть содержит теоретический материал, описание работы и задание на лабораторную работу (порядок работы).Практическая часть состоит из рабочей области с лабораторной установкой.Рис. 1. Интерфейс ВЛР, имеющей две основные составляющие: теоретическую часть и практическую часть.1.4. Запустите двойным щелчком файл Лабораторная установка, откроется окно ВЛР.

2. Методические рекомендации:

2.1. Изучите указанные разделы виртуальной лабораторной работы:- Теоретическая часть (Закон Био-Савара-Лапласа, Магнитное поле прямолинейного проводника с током, Магнитное поле в центре кругового тока)- Практическая часть (Описание работы и установки)- Порядок работы.2.2. Чтобы начать работу щелкните по корпусу установки или по кнопке «работать с установкой».2.3. Сборка электрической цепи Рис. 2. Интерфейс установки.При сборке электрической цепи для выполнения работы используйте

---

клеммы установки с соединительными проводами. Для подсоединения провода к клемме возьмитесь за конец провода, перетащите его к клемме и отпустите (при этом конец провода "привяжется" к клемме).Собрав электрическую цепь, включите питание. Программа проверит правильность сборки электрической цепи, и в случае верной сборки цепи подаст питание на цепь (станут доступны показания амперметра).ВНИМАНИЕ: для изменения подключения проводов питание установки должно быть выключено!2.4. Элементы управления установкойРис. 3. Элементы управления установкойДля снятия показаний комбинированного цифрового прибора включите прибор кнопкой питания.Для подключения измерительной катушки к гнёздам контура "возьмитесь" за катушку, переместите её на группу гнёзд (соответствующая группа "подсветится") и отпустите "мышь" (катушка "привяжется" к гнёздам).Рис. 4. Подключение измерительной катушки к гнёздам контура2.5. В соответствии с разделом «Порядок работы» произведите все манипуляции и измерения для кругового контура и отрезка прямого тока. Для прямоугольного контура измерения не производить.2.6. Оформите отчет на Бланке выполнения лабораторной работы и прикрепите его в курс для проверки.

3. Порядок работы.

3.1. Подключите к источнику питания один из контуров. Включите милливольтметр.3.2. Поместите измерительную катушку в гнезда включенного контура и замкните ключ. Произведите измерение ЭДС.3.3. Включая катушку (вставляя ее в гнёзда) через каждый сантиметр, произведите измерения ЭДС для данного контура.3.4. Подобным образом произведите измерения ЭДС для других контуров.3.5. По измеренным значениям ЭДС определите по формуле (8) значения В в каждой точке, в которой производились измерения. Данные измерений занесите в соответствующие таблицы отчета.3.6. По данным измерений постройте зависимости B=f(r) для кругового контура (r - расстояние от катушки до центра контура) и

---

B=f(r) для отрезка прямого тока (r - — расстояние от катушки до проводника).3.7. Сравните экспериментальные данные с расчетными (для отрезка прямого тока воспользуйтесь формулой (5), для вычисления индукции в центре кругового контура — формулой (6)). Во всех расчетах учитывайте формулу (9).

Бланк выполнения лабораторной работы № 2
«Исследование распределения магнитного поля, образованного прямым и круговым токами»

Цель работы:Краткое теоретическое содержание работы:Индукция магнитного поля — …Метод измерения индукции магнитного поля заключается в ...Схема установкиОбозначения:1 — 2 — 3 — 4 — 5 — А — V — Тр — Расчётные формулы1. При измерениях:B =гдеε— N — S — ω — 2. Для вычисления значений индукции магнитного поля от отрезка прямого тока применяется формула:B =гдеμ0 — I — φ1 — φ2 — a — 3.Для вычисления значений индукции магнитного поля в центре кругового контура применяется формула:B =гдеμ0 — I — R — Результаты измерений1. Для кругового контураТаблица 1I (A)

r (см)	1	2	3	4	6	7	8	9	10
ε (В)
B (Тл)

---

2. Для отрезка прямого токаТаблица 2I (A)

r (см)	1	2	3	4	5	6
ε (В)
B (Тл)

Обработка результатов1. Графические зависимостиB = f(r) (по данным таблицы 1)B = f(r) (по данным таблицы 2)2.Сравните экспериментальные данные с расчётными:

Круговой контур
Экспериментальное значение B в центре контура	Расчётное значение B в центре контура

Отрезок прямого тока
Расстояние от катушки до проводника (см)	Экспериментальное значение B	Расчётное значение B
1
2
3
4
5
6

---

3. Оцените погрешность измерений в зависимости от класса точности приборов

ΔI =
Δε =

Выводы:

---