Принцип метода измерений и рабочая формула. Измерение индукции магнитного поля в данной лабораторной работе основано на явлении электромагнитной индукции
Измерение индукции магнитного поля в данной лабораторной работе основано на явлении электромагнитной индукции.
На соленоид одевается измерительная катушка, которая может перемещаться вдоль оси соленоида. При изменении тока в соленоиде в измерительной катушке возникает электродвижущая сила ( ЭДС):
, (10)
где dФ – изменение магнитного потока, пронизывающего каждый виток измерительной катушки за время dt; – число витков измерительной катушки.
Если катушку замкнуть, в ней возникает индукционный ток
, (11)
где r2 – полное сопротивление цепи измерительной катушки.
При выключении тока в соленоиде через поперечное сечение проводника измерительной катушки за время dt убывания тока в соленоиде пройдет заряд
dq=idt.(12)
Подставляя выражения (10) и (11) в (12) и интегрируя, найдем
, (13)
где и
– пределы изменения магнитного потока через измерительную катушку.
Так как при выключении тока в соленоиде поле убывает до нуля, то =0, а
d =BS, (14)
где B – магнитная индукция , S – площадь сечения витка соленоида.
Тогда
. (15)
Для измерения этого количества электричества в цепь измерительной катушки включается баллистический гальванометр. Величина отброса для такого гальванометра пропорциональна количеству электричества, протекшего через гальванометр при кратковременных электрических токах.
, (16)
где – коэффициент пропорциональности, называемый баллистической постоянной гальванометра.
Приравнивая в формулах (15) и (16) правые части, будем иметь
. (17)
Из формулы (17) находим рабочую формулу индукции магнитного поля соленоида:
. (18)