![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Основные расчетные формулы
Федеральное агентство по образованию ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)
Кафедра физики
ОТЧЕТ Лабораторная работа по курсу общей физики Изучение затухающих электромагнитных колебаний
2015 Введение Цель работы: изучение магнитного поля на оси витка с током и экспериментальная проверка закона Био-Савара-Лапласа.
1 Описание экспериментальной установки и методика измерений. В работе использовано явление электромагнитной индукции. Это явление заключается в том, что если катушку, состоящую из некоторого числа витков, пронизывает изменяющийся во времени магнитный поток, то в ней возникает Э.Д.С индукции, прямо пропорциональная скорости изменения этого потока и числу витков. Схема экспериментальной установки представлена на рисунке 1.1
1 – катушка с током, создающая магнитное поле; 2 – измерительная катушка; 3 – осциллограф. Рисунок 1.1 – Схема экспериментальной установки
Методика эксперимента: вблизи центра кругового тока определяется положение измерительной катушки, при котором сигнал на экране осциллографа максимален. Затем, перемещая измерительную катушку вдоль оси кругового тока через 1 см, снимается зависимость Э.Д.С. индукции от расстояния.
Основные расчетные формулы
где S -площадь поперечного сечения измерительной катушки (S =3*10-4 м2);
N - число витков измерительной катушки (N =5000).
где
где (Bm) - абсолютная погрешность косвенных измерений B. | где
где
3 РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ИХ АНАЛИЗ Максимальная величина сигнала на экране осциллографа при расположении измерительной катушки вблизи центра кругового тока составляет 0, 52 B. Это положение измерительной катушки принято за начало отсчёта (z = 0). Результаты прямых и косвенных измерений приведены в таблице 3.1 Таблица 3.1 – Результаты прямых и косвенных измерений
По формуле (2.1) рассчитаем индукцию магнитного поля B для Z = 0. По формуле (2.2) относительная погрешность
По формуле (2.3) абсолютная погрешность
Используя экспериментальные данные, приведённые в таблице 3.1, построим зависимость Em = f(z). Эта зависимость приведена на рисунке 3.1 Рисунок 3.1 – Зависимость Em = f(z) Для проверки соответствия экспериментальной зависимости Em = f(z) теоретически используется метод линеаризации. Используя опытные данные, строится график зависимости 1/Em2/3 = f(z2). На рисунке 3.2 приведён график этой зависимости.
Рисунок 3.2 – Зависимость 1/E2/3 = f(z2) В таблице 3.2 приведены значения доверительных интервалов, рассчитанных по формулам (2.4) и (2.5)
Таблица 3.2 – Значения доверительных интервалов
Рассчитанные значения доверительных интервалов находятся на графике рисунка E-2/3 = f(z2) (рисунок 3.2) Анализ результатов проделанной работы свидетельствует о хорошем соответствии (в пределах погрешностей) экспериментальной и теоретической зависимостей.
Заключение 4.1 Закон Био-Савара-Лапласа экспериментально подтверждается, так как точки измеренной зависимости Em-2/3 = f(z2) укладываются (в пределах их погрешностей) на линеаризованную теоретическую прямую. 4.2 Значение магнитной индукции, измеренное в центре витка кругового тока, составляет с учётом погрешностей: Bm = (7.9 + 0, 5) * 10-4 Тл; (Bm) = 14 %.
|