Michał Piasecki

Poniedziałek 14¹⁵

Ćw. 56

Temat: Pomiar indukcji magnetycznej za pomocą fluksometru

1. Cel ćwiczenia:

Pomiar fluksometrem indukcji magnetycznej stałego pola magnetycznego między nabiegunnikami elektromagnesu.

.

2. Wstęp teoretyczny:

Zastosowana przez nas metoda pomiarowa polega na wykorzystaniu fluksometru do pomiaru strumienia magnetycznego. Znając wartość tego strumienia i pole powierzchni przez które przepływa, bez trudu będziemy mogli wyznaczyć indukcję magnetyczną B ze wzoru:

.

Jedną z często stosowanych metod pomiaru pola magnetycznego jest metoda. w której w badanym polu umieszczamy cewkę pomiarową C_s zwaną sondą bądź czujnikiem, połączoną z galwanometrem specjalnego typu. W cewce pomiarowej pod wpływem wywołanej przez nas w jakiś sposób zmiany strumienia magnetycznego powstaje impuls prądu indukcyjnego, powodujący wychylenie galwanometru. W opisywanej metodzie do pomiaru stosuje się galwanometry specjalnego typu: galwanometr balistyczny o dużym momencie bezwładności systemu ruchomego, albo galwanometr pełzny, zwany też strumieniomierzem bądź fluksometrem. Wychylenia galwanometrów obydwu typów są proporcjonalne nie do natężenia prądu, ale do ładunku, który przepłynął przez uzwojenie cewki galwanometru.

Fluksometr jest galwanometrem bez momentu zwrotnego. Gdy nie płynie prąd przez uzwojenie cewki zajmuje ona dowolne położenie wokół osi obrotu. Do sprowadzenia cewki w dowolne położenie zerowe służą specjalne urządzenia mechaniczne bądź elektryczne, obracające ruchomy system fluksometru. Fluksometr pracuje przy małej rezystancji obwodu cewki R_g + R, a zatem przy dużym tłumieniu elektromagnetycznym r₂>>r₁. Pod wpływem tego dużego tłumienia ruch cewki bywa w bardzo krótkim czasie zahamowany.

Wychylenie fluksometru jest proporcjonalne do zmiany strumienia magnetycznego, przenikającego przez uzwojenie cewki pomiarowej. Fluksometry są bezpośrednio wycechowane w jednostkach strumienia indukcji magnetycznej Wb.

3. Wyniki pomiarów

I [A]	ΔI [A]	φi [mWb]	φśr [mWb]	Δφ [mWb]	n	Δn	S [cm^2]	ΔS [cm^2]	B [ T ]	ΔB [ T ]	δB [%]
0,5	0,06	0,9	0,85	0,25	40	0,5	4,70	0,04	0,045	0,014	31,1
													0,8
													0,85
		1										0,07	2,1	2,1						0,112	0,016	14,3
													2,1
													2,1
		1,5										0,08	3,2	3,2						0,170	0,017	10,0
													3,2
													3,2
		2										0,09	4,1	4,2						0,223	0,018	8,1
													4,2
													4,3
		2,5										0,10	5,3	5,2						0,277	0,019	6,9
													5,2
													5,2
		3										0,11	5,9	6,0						0,319	0,020	6,3
													6,0
													6,1
		3,5										0,12	6,8	6,7						0,356	0,021	5,9
													6,6
													6,7
		4										0,13	7,5	7,5						0,399	0,022	5,5
													7,4
													7,6

4. Przykładowe obliczenia i wzory:

n = 40

Δn = 0,5

S = 4,70 cm²

ΔS = 0,04 cm²

Klasa fluksometru = 2,5

Zakres fluksometru = 10[mWb]

• Do obliczenia wartości niepewności indukcji magnetycznej skorzystałem ze wzoru (metoda różniczki zupełnej):

• po przekształceniu:

5. Wnioski:

Przeprowadzone ćwiczenie potwierdziło założenia teoretyczne. Na podstawie otrzymanego wykresu B = f(I) możemy powiedzieć, że indukcja magnetyczna na badanym przedziale zmian prądu płynącego w uzwojeniu cewki zależy wprost proporcjonalnie od tego prądu.

Przyczynami błędów były : sposób pomiaru fluksometrem, brak stanu ustalonego przy wychyleniu tzn. wskazówka znajdowała się zbyt krótko w punkcie maksymalnego wychylenia, stąd wynikały kłopoty z dokładnym odczytaniem wartości pomiaru . Podczas pomiaru strumienia magnetycznego za pomocą fluksometru występował błąd systematyczny wynikający z niemożliwości ustawienia wskazówki przyrządu w położenie zerowe.

---