Лабораторная работа измерение индукции магнитного поля катушки индуктивности без сердечника

ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ

1-ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Измерение индукции магнитного поля катушки индуктивности без сердечника


Рис. 1
Известно, что вокруг проводника с током образуются магнитные поля. Для создания более сильного магнитного поля используется катушка с несколькими витками проводов. При прохождении тока через витки образуется магнитное поле вокруг и внутри катушки. Магнитное поле внутри катушки является более сильным, чем внешнее поэтому, что линии магнитной индукции внутри катушки расположены более плотно. (см. рис.1).
Для значительного усиления магнитного поля во внутрь катушки вносится сердечник благодаря чему магнитное поле тока усиливается в N раз. Индукция поля определяется по формуле
(1)
Поток магнитной индукции создаваемое катушкой прямо пропорциональна силе тока.
(2)
Коэффициент пропорциональности L в этом выражении называется индуктивностью катушки. Индуктивность катушки пропорциональна квадрату количества витков N, поперечному сечению катушки S, магнитной проницаемости сердечника и длине катушки , т.е.
(3)
где,
(4)
Единицей измерения индуктивности принята Генри (1 Гн), равное индуктивности создаваемое электрическим током в 1 ампер и образующий поток магнитной индукции в 1 Вебер при прохождении через катушку. Если через катушку проходит переменный ток, то магнитное поле вокруг катушки является переменной. Такое переменное поле создает в катушке самоиндукционную электродвижущую силу (Э.Д.С). Величина Э.Д.С. прямо пропорциональна индуктивности катушки и скорости изменения тока

Самоиндукционный Э.Д.С. и создает ток самоиндукции. Самоиндукционный ток постоянно направлен противоположно образующему току. Явление самоиндукции наблюдается тем, что при соединении ключа К достижения максимального значения и при отключении снижение его до нуля задерживается. Это можно увидеть по схеме приведенной на рис.2.


Рис. 2
При подключении ключа К лампочка Л₁ по сравнению Л₂ загорается позже, при отключении ключа можно наблюдать обратное. Чем больше индуктивность катушки, тем больше явление самоиндукции. Индуктивность катушки можно рассчитать по формуле (2). В этой лабораторной работе мы рассмотрим один из методов определения индуктивности опытным путём. Этот метод основан на имении катушки активного сопротивления кроме индуктивного. Индуктивное сопротивление пропорциональна индуктивности катушки и частоте тока проходящей через катушку:
(4)
Полное сопротивление катушки (5)
Из (4) и (5) можно определить индуктивность катушки:
(6)