Экспериментальное и теоретическое изучение распределения магнитного поля вдоль оси соленоида

Цель работы: Экспериментальное и теоретическое изучение распределения магнитного поля вдоль оси соленоида.

Приборы и принадлежности: измеритель магнитной индукции РШ 1-10, стабилизированный блок питания ТЕК-13, соленоид.

Наименование прибора Род тока Рабочее положение Система прибора Класс точности Номинальное значение Цена деления

РШ 1-10

1.5 5

Амперметр

Ū 2.5 1 (А) 0.05 (А)

Вольтметр

Ū 2.5 50 (В) 2 (В)

Табл.1. Описание приборов.

Отметка на штоке (см) 47 46 45 44 29 13 12 11 10

Расстояние от края соленоида (см) 0 1 2 3 19 34 35 36 37

В (мТл) 0.5 0.68 0.79 0.86 0.96 0.88 0.87 0.86 0.41

Табл.2 Магнитная индукция

I (А) 0 0.1 0.2 0.3 0.4

В (мТл) 0.16 0.4 0.63 0.8 1.09

Табл.3 Магнитная индукция в центре соленоида

Граф.1. Экспериментальная зависимость.

Граф.2. Зависимость магнитной индукции от тока

В=(μ_0*I*n)/2((L-l)/√(R^2+(L-l)^2 )+l/√(R^2+l^2 ))

μ_0=12.57*〖10〗^(-7) Гн⁄м – магнитная постоянная

n=2*〖10〗^3 м^(-1) – число витков на единицу длины

L=380*〖10〗^(-3) м - длина соленоида

R=12.5*〖10〗^(-3) м - радиус соленоида

I=0.4 А - сила тока

l- расстояние от края соленоида

l_1=0 м l_6=34*〖10〗^(-2) м

l_2=1*〖10〗^(-2) м l_7=35*〖10〗^(-2) м

l_3=2*〖10〗^(-2) м l_8=36*〖10〗^(-2) м

l_4=3*〖10〗^(-2) м l_9=37*〖10〗^(-2) м

l_5=19*〖10〗^(-2) м

∆I=(к.т.*I_ном)/100=(2.5*1)/100=0.025 А

∆l=(t_(95⁄n)*f)/3=(2*〖10〗^(-3))/3=0.67*〖10〗^(-3) м

Теоретические расчёты :

B_1=(μ_0*I*n)/2((L-l_1)/√(R^2+(L-l_1 )^2 )+l_1/√(R^2+〖l_1〗^2 )) =4.63*〖10〗^(-7) Тл=0.46