實(shí)驗(yàn)14用電磁感應(yīng)法測交變磁場.ppt

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1、實(shí)驗(yàn)14用電磁感應(yīng)法測交變磁場[目的與要求]1.掌握電磁感應(yīng)法測交變磁場的原理和方法。2.測量載流線圈和亥姆霍茲線圈軸向的磁場分布。3.了解載流線圈的徑向磁場分布情況。4.研究探測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（1）載流圓形線圈半徑為R，通以電流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.BNoI2()2R2x+2R32xRIPxPBB取N=400匝I=0.400A

2、R=0.106m磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.9484×10-3T，Bm=1.341×10-3TBOX磁場分布示意圖（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)，兩線圈合磁場在兩線圈圓心連線上較大范圍內(nèi)是均勻的，這對線圈稱為亥姆茲線圈。OXRRBB[感應(yīng)法測磁場的原理]設(shè)被測的均勻交變磁場（分別由圓電流和亥姆霍茲線圈產(chǎn)生）B=Bmsinωt通過磁場中一探測線圈的磁通量為其感應(yīng)電動(dòng)勢為當(dāng)θ=0時(shí)，εm最大，即即：數(shù)字式毫伏表測量的示值（有效值）由上式即可算出本試驗(yàn)探測線圈，選擇頻率f=50Hz，則(參數(shù)為:N=800,ω=100

3、π1/s,D=0.012m)[實(shí)驗(yàn)儀器]FB201–I型交變磁場實(shí)驗(yàn)儀。它由圓電流線圈、感應(yīng)線圈等組成。探測線圈三維可調(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型交變磁場測試儀由信號產(chǎn)生、信號放大、電源、信號頻率、電流顯示電路等組成。激勵(lì)信號的頻率、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)勢的情況。［實(shí)驗(yàn)內(nèi)容］1.測量圓電流線圈軸線上磁場的分布。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測一個(gè)Umax值

4、，測量過程中注意保持勵(lì)磁電流值不變.2.測量亥姆霍茲線圈沿徑向的磁場分布。把交變磁場實(shí)驗(yàn)儀的兩組線圈串聯(lián)起來（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測一個(gè)Umax值。3.測量亥姆霍茲線圈沿徑向的磁場分布。按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的要求，固定探測線圈法線方向與圓電流軸線Ｄ的夾角為00，轉(zhuǎn)動(dòng)探測線圈徑向移動(dòng)手輪，每移動(dòng)10.0mm測量一個(gè)數(shù)據(jù)，按正、負(fù)方向測到邊緣為止，記錄數(shù)據(jù)并作出磁場分布曲線圖。4.驗(yàn)證公式。按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2要求，把探測線圈沿軸線固定在x=0點(diǎn)，讓探測線圈法線方向與圓

5、電流軸線Ｄ的夾角從00開始，逐步旋轉(zhuǎn)到正、負(fù)900，每改變100測一組數(shù)據(jù)。5.研究勵(lì)磁電流頻率的改變對探測線圈感應(yīng)電動(dòng)勢的影響。按實(shí)驗(yàn)內(nèi)容2的要求，把探測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（注：亦可選取其他位置或其它方向），并保持不變。調(diào)節(jié)磁場測試儀輸出電流頻率，在30～150Hz范圍內(nèi)，每次頻率改變10Hz，逐次測量感應(yīng)電動(dòng)勢的數(shù)值并記錄。