Nr ćwiczenia 47	Temat ćwiczenia Pomiar pola elektromagnesu	Ocena z teorii
Nr zespołu 10	Imię i Nazwisko Miłosz Gąsiorowski	Ocena z wykonania
Data 13.03.2001	Wydział, kierunek, rok, grupa EAIiE, Automatyka i Robotyka, rok 1, gr.2	Uwagi

1. Cel ćwiczenia.

Pomiar pola elektrycznego metodą fluksometru i przy użyciu hallotronu.

2. Wstęp teoretyczny.

a) fluksometr

Źródłem pole magnetycznego są poruszające się ładunki i ciała namagnesowane. W elektromagnesie pole magnetyczne jest wytwarzane przez płynący prąd i skoncentrowane przez nabiegunniki.

Do pomiaru strumienia magnetycznego i indukcji magnetycznej służy fluksometr.

Przez zwój fluksometru ograniczający powierzchnie S przechodzi strumień magnetyczny

Jeżeli obrócimy cewkę od 0^o do 90^o to nastąpi zmiana strumienia =BS i zgodnie z prawem Faradaya w obwodzenie cewki indukuje się siła elektromotoryczna

Ponieważ obwód zwarty jest oporem R, to siła elektromotoryczna powoduje przepływ prądu o natężeniu

A całkowity ładunek przepływający przez cewkę wynosi:

I nie zależy od czasu obrotu cewki. Zatem mierząc przepływający ładunek możemy obliczyć indukcje.

Wykorzystując do tego celu miliweberomierz wyliczmy B:

δ_, δ_ końcowe i początkowe położenie wskazówki miliweberomierza, k=10^-4Wb/działke, 2NS=0,010m².

b) hallotron

Jeżeli płytkę materiału, w którym płynie prąd I_S umieścimy w polu magnetycznym B prostopadłym do kierunku prądu to na nośniki prądu będzie działała siła Lorenzta F=qv×B. Siła ta zakrzywia tor nośników prądu w wyniku czego powstaje zagęszczenie ładunków po jednej stronie pyłki ładunków ujemnych a po drugiej dodatnich. Powstaje wtedy pole eklektyczne równoważące dalsze odchylanie. Związku z tym napięcie hallowskie miedzy elektrodami wynosi U_H=k_HI_SB+U_R

3. Wykonanie ćwiczenia.

4) Opracowanie wyników, dyskusja błędów

Wszystkie obliczenia zostały przeprowadzone w arkuszu kalkulacyjnym. Poniżej podane są wzory według których zostały napisane formuły wyliczeniowe.

Wykresy też zostały sporządzone w arkuszu kalkulacyjnym, błędy pomiarów zaznaczone na wykresie odpowiadają wyliczonym.

Błąd wyznaczenia natężenia pola magnetycznego B przy pomocy fluksometru wyliczamy na podstawie prawa przenoszenia błędów. Przyjmujemy błąd pomiaru wychylenia miliweberomierza δ czyli na 1 podziałkę, wtedy:

,dla wszystkich pomiarów

czyli jest średnią arytmetyczną

Współczynnik k_H wyznaczamy przy pomocy najmniejszych kwadratów, gdyż jest to nachylenie prostej U_H(I_s·B)

Ogólna związek wyników w zależności liniowej:

Wzory na wyliczenie współczynników zależności liniowej, mając n par punktów pomiarowych x_i y_i zależnych liniowo.

Sposób wyliczenia odchylenia standardowego:

Jeżeli potraktujemy U_H jako wielkość zależną od dwóch zmiennych (błąd liczony metodą różniczki zupełnej)

Jeżeli U_H1= U_H1=0,01

Natomiast jeżeli będziemy brać pod uwagę błąd średni kwadratowy średniej arytmetycznej σ_UH to jest on większy i to jego użyjemy do rachunku błędów.

Natężenie pola magnetycznego wyznaczanego przy pomocy wycechowanego hallotronu obliczamy ze wzoru:

Wyznaczenie natężenia pola magnetycznego mierzonego przy pomocy hallotronu zależy od pomiaru czterech zmiennych tak więc błąd wypadkowy należy policzyć metodą różniczki zupełnej.

Przyjmuje że _S=0,00005 A

5) Wnioski.

Lepsze wyniki można by było otrzymać gdyby przeprowadzić kilku krotny pomiar przy pomocy fluksometru oraz dla hallotronu dla poszczególnych prądów elektromagnesu. Nie możność tą spowodowało jednoosobowe wykonywanie ćwiczenia. ( z drugą osoba było by szybciej zrobić te podstawowe i jeszcze dodatkowe )

---