Nr ćwiczenia 207	Data 19-12-2014	Imię i Nazwisko Orzechowski Adam	Wydział WBMiZ	Grupa 3 Nr lab. 6	Semestr I
Prowadzący mgr inż. Mateusz Straszewski	Przygotowanie	Wykonanie	Ocena

Badanie oddziaływania pola magnetycznego na przewodnik z prądem

• Wstęp teoretyczny

Oddziaływanie pola magnetycznego na przewodnik z prądem jest zjawiskiem powszechnie wykorzystywanym w technice. Przykładem takiego zastosowania są silniki elektryczne napędzające m.in. tramwaje, pralki, suszarki do włosów, wycieraczki samochodowe, zabawki. Zdolność do wykonania pracy przez silnik elektryczny wynika z pojawienia się siły (tzw. siły elektrodynamicznej) działającej na przewodnik z prądem znajdujący się w polu magnetycznym. Zanim jednak zaczniemy omawianie siły elektrodynamicznej, zajmijmy się siłą działającą na naładowaną cząsteczkę poruszającą się w polu magnetycznym.

Siła Lorentza W licznych doświadczeniach z cząsteczkami obdarzonymi ładunkiem elektrycznym poruszającymi się w polu magnetycznym zaobserwowano występowanie siły powodującej zakrzywienie ich toru.

q – ładunek, v- wektor prędkości cząsteczki, B – wektor indukcji magnetycznej

Analizując wzór, łatwo zauważyć, że siła FL jest równa zero, gdy naładowana cząsteczka nie porusza się lub porusza się wzdłuż kierunku linii pola magnetycznego, natomiast jest maksymalna, gdy cząsteczka porusza się prostopadle do kierunku linii pola magnetycznego. Kierunek siły Lorenza jest zawsze prostopadły do płaszczyzny utworzonej przez wektory, a zwrot zależy od znaku ładunku.

Siła elektrodynamiczna Konsekwencją występowania siły Lorentza jest siła działająca w polu magnetycznym na przewodnik z prądem. Na umieszczony w polu magnetycznym o indukcji magnetycznej B prostoliniowy przewodnik o długości l, przez który płynie prąd o natężeniu I, działa siła F, którą wektorowo określa wzór:

• Pomiary i obliczenia

Uzwojenia 5 Odchylenie:	Lewo	Prawo	Uzwojenia15 Odchylenie:	Lewo	Prawo	Uzwojenia 25 Odchylenie:	Lewo	Prawo
Cm	A	A	Cm	A	A	Cm	A	A
1	-0,14	0,13	1	-0,04	0,05	1	-0,03	0,03
2	-0,29	0,27	2	-0,1	0,09	2	-0,05	0,06
3	-0,43	0,41	3	-0,14	0,13	3	-0,08	0,08
4	-0,56	0,54	4	-0,18	0,18	4	-0,11	0,11
5	-0,7	0,66	5	-0,23	0,23	5	-0,14	0,14
6	-0,86	0,81	6	-0,28	0,27	6	-0,17	0,16
7	-1,01	0,94	7	-0,33	0,31	7	-0,2	0,19
8	-1,18	1,1	8	-0,39	0,36	8	-0,23	0,22
9	-1,33	1,23	9	-0,44	0,41	9	-0,26	0,25
10	-1,45	1,37	10	-0,49	0,46	10	-0,29	0,28

Wykres zależności siły elektrodynamicznej od natężenia prądu przepływającego przez uzwojenia ramki

Wykres zależności siły elektrodynamicznej od liczby uzwojeń dla I = 0,25 A

Wyznaczenie wartości indukcji pola magnetycznego B pomiędzy biegunami magnesu

Współczynnik nachylenia wyliczony za pomocą programu StatS:

Współczynnik nachylenia: 19,27

Niepewność współczynnika nachylenia: 0,14

Wyznaczenie wartości indukcji pola magnetycznego

B =

a = 0,13 m

n = 5

B = = 29,65 [T]

Błąd pomiarowy obliczonej indukcji pola magnetycznego metodą różniczki logarytmicznej

a = 0,002 m

Bmax / B = |max / + |amax / a| + |nmax / n|

B = 0,67

Wnioski:
Z przeprowadzonych badań można wysunąć następujące wnioski : Im mniejsza liczba uzwojeń, tym większa wartość natężenia. Oprócz tego im dalej ramka się wychyli tym większa siła elektrodynamiczna na nią działa. Na zachowanie ramki miała również duży wpływ ilość uzwojeń. Im wieksza ich ilość, tym większa siła działająca na ramkę