Tallinna Tehnikaülikool Füüsikainstituut Üliõpilane: Teostatud: Õpperühm: Kaitstud: Töö nr: 7 TO: SOLENOIDI MAGNETVÄLI Töö eesmärk: Töövahendid: Magnetilise induktsiooni mõõtmine Stend uuritava solenoidi, liigutatava mõõtepooli ja solenoidi teljel. toitetrafoga, vahelduvvoolu millivoltmeeter, vahelduvvoolu ampermeeter, lüliti Skeem Joonis 1. Solenoid. Joonis 2. Mõõteseade. (T – pinget alandav transformaator, l – mähise pikkus, N – keerdude arv, A – ampermeeter, L – lüliti (voolutugevuse muutmiseks), P – mõõtepool (magnetilise indukts
0,6000 0,5000 fexp(x) 0,4000 ft(x) 0,3000 0,2000 0,1000 0,0000 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 23 Mõõtepool 0,0936 N1 760 keerdu 0,0899 S1 0,0000478 m^2 0,0827 0,0813 Solenoid 0,0812 N 360 keerdu 0,0839 l 0,25 m 0,0843 d 0,15 m 0,0818 0,0879 I 1,72 A 0,0854 1,25664E-006 m kg s-2 A-2 0,0891 n 1440 keerdu/m 0,0921 314,15926536 rad/s 0,0924 / 0,0865901234 fexp-ga ft-ga fexp - ft B(0) 0,00292 0,00267 0,00025
(x), m Ue(x), V Ue(-x), V Üe(x), V Fexp(x) Ft(x) Δf(x) 0.02 0.62 0.62 0.62 0.9288937 0.8720 0.0559 0.04 0.6 0.6 0.6 0.8989294 0.8466 0.0515 0.06 0.56 0.56 0.56 0.8390007 0.7956 0.0425 0.08 0.5 0.5 0.5 0.7491078 0.7065 0.0418 0.1 0.41 0.39 0.4 0.5992862 0.5711 0.0276 0.12 0.28 0.27 0.275 0.4120093 0.4098 0.0018 0.14 0.18 0.18 0.18 0.2696788 0.2687 0.0007 0.16 0.12 0.12 0.1797859 0.1719 0.0077 0.18 0.08 0.08 0.1198572 0.1124 0.0073 0.2 0.06 0.06 0.0898929 0.0764 0.0134 μ= 0.000001256 S1=
Mõõtepooli keeru pindala S1 0.002193 m^2 Keerdude arv mõõtepoolis N1 250 Magnetvoog Φ1 Magnetiline konstant μ0 1.2566370614E-006 H/m Voolutugevuse muutumise ringsagedus solenoidis ω 314.159265359 rad/s Voolutugevuse efektiivväärtus Ie 0.85 A Solenoidi läbiva voolu tugevus i 0.85 A Pinge efektiivväärtus mõõtepooli otstel Ue(x) V Magnetiline induktsioon B(x) T (tesla) 1 radiaan = 180/π kraadi 57.2957795 kraadi 360° = 2π radiaani |x|, m Ue(x), mV
|x| Ue(x) mV Ue(-x) mV Ue(x) V fexp(x) ft(x) f(x) 0 174,22 174,22 0,17422 0,809537 0,857493 0,047956 0,055925 1 173,41 173,80 0,173605 0,80668 0,855884 0,049204 0,05749 2 171,86 173,39 0,172625 0,802126 0,850976 0,04885 0,057404 1 3 169,78 172,23 0,171005 0,794598 0,842521 0,047923 0,05688 0,9 4 166,67 170,11 0,16839 0,782447 0,830102 0,047655 0,057408 0,8 5 162,57 167,19 0,16488 0,766138 0,813126 0,046988 0,057787 0,7 6 157,31 163,49 0,1604 0,745321 0,790835 0,045514 0,057552 0,6 7 150,77 158,67 0
Magnetilist induktsiooni iseloomustava funktsiooni f(x) määramine solenoidi teljel U e x x cm mV U e ( x) U e ( x) mV mV f exp ( x) f t (x) f (x ) 0 93.56 93.56 93.560 0.851 0.857 0.006 0.008 0.015 92.76 93.30 93.030 0.846 0.854 0.008 0.009 0.03 91.17 92.40 91.785 0.835 0.843 0.008 0
Solenoidi magnetväli KATSEANDMETE TABEL Tabel 1: Magnetilist induktsiooni iseloomustava funktsiooni f(x) määramine solenoidi teljel | | Ue(x) Ue(-x) fe(x) ft(x) f(x) cm mV mV mV 0,00 17,38 17,38 0,91474 0,85749 0,05725 0,06676 1,50 17,21 17,32 17,27 0,90869 0,85385 0,05483 0,06422 3,00 16,90 17,14 17,02 0,89579 0,84252 0,05327 0,06323
µ0 410^-7 H/m 06 i 86 A 50 Hz D 150 mm 0,15 m 1.IU(x)I on U(x) ja (-x) aritmeetiline keskmine 2.fe(x) arvutamiseks kasutasin valemit U(x)=µo*S1*N1*n**i*f(x), kus µ=4*10^-7 H/m ; =50 Hz; n= S1/l = 200/0,25 = 800 keerdu/m . Seega f(x)= 3.ft(x) on arvutatud valemi f(x)= + järgi, seejuures on l solenoidi pikkus, D solenoidi diameeter ja x mõõtepunkti asukoht solenoidil. 4.f(x)=lfe(x) - ft(x)l 5.= 6.<> = 0,731891 7.B(0)= 0,016671 B(xmax/2)= 0,013088 B(xmax)= 0,002942 Praktiline ja teoreetiline f(x) erinevad teineteisest oluliselt, mis on seletatav ebatäpsete mõõtmistega. Lisa: Teoreetilise ja tegeliku f(x)-i võrdluse graafik
Kõik kommentaarid