實(shí)驗(yàn)14

1、,實(shí)驗(yàn)14,用電磁感應(yīng)法測(cè)交變磁場(chǎng),制作:李長(zhǎng)真,,[目的與要求],1. 掌握電磁感應(yīng)法測(cè)交變磁場(chǎng)的原理和方法。2. 測(cè)量載流線圈和亥姆霍茲線圈軸向的磁場(chǎng)分布。3. 了解載流線圈的徑向磁場(chǎng)分布情況。4. 研究探測(cè)線圈平面的法線與載流圓形線圈（或亥姆霍茲線圈）的軸線成不同夾角時(shí)所產(chǎn)生的感受應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的值的變化規(guī)律。,,[實(shí)驗(yàn)原理],載流圓形線圈與亥姆霍茲線圈的磁場(chǎng)（1） 載流圓形線圈 半徑為R，通以電

2、流I的圓形線圈軸線上任一點(diǎn)P 的磁感應(yīng)強(qiáng)度B，其方向沿線圈軸線方向，而大小為 式中：N為圓線圈的匝數(shù)，x為軸線上P點(diǎn)到圓心O的距離.,,,,,,,B,N,o,,I,2,(,),,,,,x,R,I,P,,,x,,P,,B,B,,,,取 N = 400匝 I=0.400A R=

3、0.106m磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B=0.9484×10-3T ， Bm=1.341×10-3T,磁場(chǎng)分布示意圖,,（2）亥姆霍茲線圈 兩個(gè)相同圓線圈彼此平行且共軸，理論計(jì)算證明：線圈間距等于線圈半徑R時(shí)，兩線圈合磁場(chǎng)在兩線圈圓心連線上較大范圍內(nèi)是均勻的，這對(duì)線圈稱為亥姆茲線圈。,,[感應(yīng)法測(cè)磁場(chǎng)的原理],設(shè)被測(cè)的均勻交變磁場(chǎng)（分別由圓電流和亥姆霍茲線圈產(chǎn)生） B=Bmsin

4、ωt 通過(guò)磁場(chǎng)中一探測(cè)線圈的磁通量為 其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 當(dāng)θ=0時(shí)，εm 最大，即,,,,,[實(shí)驗(yàn)儀器],FB201 – I型交變磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀。它由圓電流線圈、感應(yīng)線圈等組成。探測(cè)線圈三維可調(diào)，它用機(jī)械連桿器連接，可作橫向、徑向連續(xù)調(diào)節(jié)，還可作3600旋轉(zhuǎn)。 FB201 – II型交變磁場(chǎng)測(cè)試儀由信號(hào)產(chǎn)生、信號(hào)

5、放大、電源、信號(hào)頻率、電流顯示電路等組成。激勵(lì)信號(hào)的頻率、輸出強(qiáng)度連續(xù)可調(diào)，可以研究不同激勵(lì)頻率、不同強(qiáng)度下，感應(yīng)線圈上產(chǎn)生不同感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的情況。,,［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］,1.　 測(cè)量圓電流線圈軸線上磁場(chǎng)的分布。 按右圖接好電路。將頻率調(diào)至50Hz，然后使勵(lì)磁電流有效值為Ｉ＝0.300A，以圓電流線圈中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，每隔10.0mm測(cè)一個(gè)Umax值，測(cè)量過(guò)程中注意保持勵(lì)磁電流值不變.,,2. 測(cè)量亥姆霍茲線圈沿徑向的

6、磁場(chǎng)分布。 把交變磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)儀的兩組線圈串聯(lián)起來(lái)（右圖）。將頻率調(diào)至50Hz，然后使勵(lì)磁電流有效值仍為Ｉ＝0.300A。以兩個(gè)圓形線圈軸線上的中心點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，每隔每隔10.0mm測(cè)一個(gè)Umax值。,,3.　測(cè)量亥姆霍茲線圈沿徑向的磁場(chǎng)分布。 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的要求，固定探測(cè)線圈法線方向與圓電流軸線Ｄ的夾角為00，轉(zhuǎn)動(dòng)探測(cè)線圈徑向移動(dòng)手輪，每移動(dòng)10.0mm測(cè)量一個(gè)數(shù)據(jù)，按正、負(fù)方向測(cè)到邊緣為

7、止，記錄數(shù)據(jù)并作出磁場(chǎng)分布曲線圖。,,4. 驗(yàn)證公式　　　 。 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2要求，把探測(cè)線圈沿軸線固定在x=0點(diǎn)，讓探測(cè)線圈法線方向與圓電流軸線Ｄ的夾角從00開(kāi)始，逐步旋轉(zhuǎn)到正、負(fù)900，每改變100測(cè)一組數(shù)據(jù)。,,5. 研究勵(lì)磁電流頻率的改變對(duì)探測(cè)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的影響。 按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的要求，把探測(cè)線圈固定在亥姆霍茲線圈中心點(diǎn)，其法線方向與圓電流軸線Ｄ的夾角為00