畢奧-薩伐爾定律實驗

1、畢奧 畢奧-薩伐爾定律驗證實驗 薩伐爾定律驗證實驗實驗?zāi)康?. 測定直導(dǎo)體和圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強度與導(dǎo)體電流的關(guān)系2. 測定直導(dǎo)體激發(fā)的磁感應(yīng)強度與距導(dǎo)體軸線距離的關(guān)系3. 測定圓形導(dǎo)體環(huán)路激發(fā)的磁感應(yīng)強度與環(huán)路半徑以及距環(huán)路距離的關(guān)系實驗原理根據(jù)畢奧-薩伐爾定律，電流元在 Idl 空間某點 r 處產(chǎn)生磁感應(yīng)強度 dB 的大?。号c Idl 的大小成正比，與電流元到該點的距離 r 的平方成反比，與 Idl 和 r 之間小于 π 的夾

2、角 的正弦成正 ?比，比例系數(shù)為 ，即 ? ? 4 / 0（1） 02d sin d 4I l B r? ?? ?式中 稱為真空磁導(dǎo)率，其值為 。dB 的方 0 ? A / m T 10 4 70 ? ? ? ? ? ?向垂直于 Idl 與 r 構(gòu)成的平面，用右手螺旋法則確定。畢奧-薩伐爾定律的矢量表達式為（2） 02d d 4r Ir??? ? l e B式中 er 是 r 方向上的單位矢量。對于確定幾何形狀的導(dǎo)體，利用公式（1）對

3、dB 積分，就得到該載流導(dǎo)體產(chǎn)生的總磁感應(yīng)強度 B。例如：一根無限長導(dǎo)體，在距軸線 r 的位置產(chǎn)生的磁場大小為：（3） 00 2I B r?? ?而半徑為 R 的圓形導(dǎo)體回路在圓環(huán)軸線上距圓心 x 處產(chǎn)生的磁場大小為：（4）? ?2 20 03 2 3 2 2 2 2IR IR B r R x? ? ? ??5. 打開恒流源電源。從 0 開始,逐漸增加電流強度 I，每次增加 1A，直至 10A，逐次記錄測量的將磁感應(yīng)強度值；6. 保持

4、，逐步向右及向左移動磁感應(yīng)強度探測器， 10A I ?測量磁感應(yīng)強度 B 與偏離圓心的距離 x 的關(guān)系，并記錄相應(yīng)數(shù)值。當探測器恰好位于圓心處，視為偏離，緩慢移動探測器，每次移動 1cm，直至 10cm， 0cm x ?逐次記錄測量到的磁感應(yīng)強度值。7. 將半徑為 20mm 的圓環(huán)導(dǎo)體環(huán)替換為 40mm 及 60mm 導(dǎo)體環(huán)；重復(fù)步驟 1-6。注意事項:1. 儀器測量前需預(yù)熱 5 分鐘；2. 測量時要使探測器盡量遠離電源，避免電源輻射的

5、磁場梯度對測量的影響；3. 調(diào)整電源和磁場探測器的位置角度或增加它們的距離可以基本消除電源輻射的磁場梯度對測量的影響；4. 確認導(dǎo)線正確連接，電流值逆時針調(diào)到最小后再開關(guān)電源；不要用力拽磁場探測器的導(dǎo)線。實驗數(shù)據(jù)記錄及實驗數(shù)據(jù)處理一、 磁感應(yīng)強度大小 B 與電流 I 之間的關(guān)系磁感應(yīng)強度大小與電流之間的關(guān)系電流 I（A） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10直導(dǎo)線R=20mmR=40mm 圓環(huán)R=60mm二、 磁感應(yīng)強度大小與位