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1、實(shí)驗(yàn)21非均勻磁場的測量一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?)掌握感應(yīng)法測量磁場的原理(2)測量赫姆霍茲線圈軸線上的磁場強(qiáng)度分布,并畫出一條磁力線。二、實(shí)驗(yàn)原理磁場的的測量方法有很多,具體采用什么方法決定于被測磁場的類型和強(qiáng)弱。本實(shí)驗(yàn)中,我們采用感應(yīng)法測量非均勻磁場,如圖1所示。這種方法是以電磁感應(yīng)定律為基礎(chǔ)的:=當(dāng)導(dǎo)線中通有變化的電流,其周圍會產(chǎn)生變化的磁場。處在變化磁場中的閉合電路,由于通過它的磁通量發(fā)生變化,回路中會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。通過測量感應(yīng)電動
2、勢的的大小便可測出磁場的量值。磁場是矢量場,在測量磁場時既要測出其大小,還要測出其方向,但實(shí)際中,只能測出一小區(qū)域中的平均值,很難測出磁感應(yīng)強(qiáng)度的矢量。若假定有一均勻的交變磁場:公式(1)式中,=sin是磁感應(yīng)強(qiáng)度的峰值;為角頻率。置于磁場中探測線圈T(線圈的面積為,共有匝)的法線n與之間的夾角為,如圖1所示。則通過的總磁通量為公式(2)=?=sincos由于磁場是交變的,在線圈中會會出現(xiàn)感應(yīng)電動勢:圈做的足夠小,但這樣會降低測量的靈敏
3、度。為了解決這一矛盾,可設(shè)計出一種特殊尺寸的圓柱形探測線圈(外徑為D內(nèi)徑為13D長度為L=23D并選擇線圈體積適當(dāng)小),測得的T平面內(nèi)的平均磁場與探測線圈的幾何中心點(diǎn)的磁場相等。這種探測線圈T有效面積為:=131082代入公式(6)可計算出線圈幾何中心處的磁感應(yīng)強(qiáng)度的絕對值公式(7)=2=2108132式中,的單位為伏特的單位為特斯拉(T);為交=2變場頻率(N為探測線圈的匝數(shù);D為探測線圈的外徑。=50)三、實(shí)驗(yàn)儀器CCY型磁場測繪儀
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