Page 1

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ “ЛЭТИ”

КАФЕДРА ТОЭ

Отчет по лабораторной работе № 9 Исследование Магнитного Поля цилиндрической катушки

Выполнили студенты группы 4222

Яковлев В Савин А Кондратьев В Шумов И Роговец И

Санкт-Петербург 2006


Исследование МП цилиндрической катушки. Лист 

Исследование МП цилиндрической катушки Цель работы: измерение составляющих вектора магнитной индукции поля цилиндрической катушки. На экспериментальной установке были получены следующие данные. Z

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

U1

1.200

1.260

1.260

1.200

1.170

1.110

0.960

0.780

0.580

0.380

0.230

0.140

0.096

U2

1.200

1.200

1.200

1.200

1.170

1.110

0.960

0.840

0.590

0.360

0.240

0.160

0.100

U3

1.230

1.230

1.230

1.230

1.200

1.140

1.020

0.840

0.580

0.340

0.198

0.132

0.090

U4

0.069

0.074

0.080

0.092

0.102

0.117

0.126

0.096

0.060

0.102

0.096

0.072

0.060

И напряжение на второй катушке: Z

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

24

U1

0.010

0.010

0.012

0.011

0.011

0.010

0.010

0.009

0.008

0.007

0.0044

U2

0.010

0.010

0.008

0.007

0.011

0.022

0.044

0.068

0.072

0.052

0.01

U3

0.014

0.008

0.005

0.010

0.024

0.052

0.092

0.150

0.156

0.102

0.027

U4

0.066

0.006

0.013

0.030

0.058

0.090

0.150

0.237

0.243

0.156

0.036

Рассчитаем индукцию создаваемую этой катушкой по формуле: Bn =

U 2rfnu S

Где U - напряжение, f - частота n - число витков в катушке, S - площадь катушки. Получаем следующие результаты: Z

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

B1, мТл

0.765

0.803

0.803

0.765

0.746

0.708

0.612

0.497

0.370

0.242

0.147

0.089

0.061

B2, мТл

0.765

0.765

0.765

0.765

0.746

0.708

0.612

0.536

0.376

0.230

0.153

0.102

0.064

B3, мТл

-0.784

-0.784

-0.784

-0.784

-0.765

-0.727

-0.650

-0.536

-0.370

-0.217

-0.126

-0.084

-0.057

B4, мТл

-0.044

-0.047

-0.051

-0.059

-0.065

-0.075

-0.080

-0.061

-0.038

-0.065

-0.061

-0.046

-0.038

Построим графики зависимость индукции от расстояния. На одном рисунке обозначим все измерения (рис 1). Из рисунка видно, что чем дальше от края катушки находится измерительная катушка, тем меньше составляющая Bz. Аналогично построим график зависимости Br от расстояния (рис 2). Здесь видно что внутри катушки составляющая Br больше чем по ее краям. А вне катушки (нижняя линия) расстояние никак не сказывается на индукции, что говорит о слабом влиянии поля на таком расстоянии.


Исследование МП цилиндрической катушки. Лист  Bz, мТл

1.0 0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 −0.2 −0.4 −0.6 −0.8 −1.0 0

5

10

15

20

25

Z, см Рис 1. Зависимость Bz от расстояния

Bz, мТл

0.25

0.20

0.15

0.10

0.05

0.00

−0.05 0

5

10

15

20

25

Z, см Рис 2. Зависимость Br от расстояния А теперь по следующей формуле рассчитаем индукцию Bz в некоторых точках катушки и сравним с экспериментальными результатами.


Исследование МП цилиндрической катушки. Лист  J N l l z z + K O 2 2 Bz = In K O 2 2l 2 KK r02 + b z + l l r0 + b z - l l OO 2 2 L P Где I - ток через катушку, z - координата точки наблюдения l - длина катушки r0 - радиус катушки. Получаем следующие значения: Z 0 16 22

Bz , мТл 0.854 0.523 0.091

Сравнивая эти результаты с полученными экспериментальным путем видно что они практически совпадают. А теперь проверим граничные условия: H x2 - H x1 = K K = In l Получаем K = 660 Hx1 - Hx2 = 710 Из этого видно что граничные условия практически выполняются. Выводы 1. Осевая составляющая падает, с увеличением расстояния от продольного края катушки, и практически не зависит от расстояния до поверхности катушки 2. Радиальная составляющая имеет максимум в геометрическом центре катушки. 3. Радиальная составляющая очень сильно убывает с увеличением расстояния от поверхности катушки, и при 4 измерении уже не прослеживалась зависимость Br от Z 4. Экспериментальные и практические значения Bz практически совпали. 5. Граничные условия выполняются, как и должно быть в теории.

ТОЭ, 2 курс, лаба 9  

Createt in adobe illustrator

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you