POLITECHNIKA WROCŁAWSKA INSTYTUT FIZYKI		Sprawozdanie z ćwiczenia nr 56
Piotr Wilczewski		Pomiar indukcji magnetycznej
BLiW rok 2	Data: 17.11.1998		Ocena:

1. Wstęp teoretyczny

Polem magnetycznym nazywamy przestrzeń otaczającą magnes lub przewodnik z prądem. Podstawowym wektorem pola magnetycznego jest indukcja magnetyczna B. Wielkość ta może być reprezentowana przez linie indukcji, które pokazują nam bezpośrednio, w sposób graficzny jak zmienia się B w ściśle określonym obszarze przestrzeni. Strumień indukcji Φ_B definiuje się:

Φ_B =

gdzie całkowanie wykonuje się po powierzchni, dla której chcemy określić Φ_B.

Jedną z metod pomiaru pola magnetycznego jest metoda, w której w badanym polu umieszczamy cewkę pomiarową, połączoną z galwanometrem. W cewce pomiarowej pod wpływem wywołanej zmiany strumienia magnetycznego powstaje impuls prądu idukcyjnego, powodujący wychylenie wskazówki galwanometru. Wychylenie to jest proporcjonalne do ładunku, który przepłynął przez uzwojenie cewki. W naszym przypadku cewkę pomiarową umieszczaliśmy w polu magnetycznym wytwarzanym przez elekromagnes. Cewka połączona była z fluksometrem, na którym odczytywaliśmy zmianę strumienia magnetycznego ΔΦ przenikającego przez uzwojenie sondy przy włączeniu prądu magnesującego. Zakładając, że strumień magnetyczny przy wyłączonym zasilaniu elektromagnesu jest w przybliżeniu równy zeru, możemy przyjąć ΔΦ ≈ Φ. Wartość indukcji magnetycznej B wyliczamy zatem ze wzoru:

w którym n -liczba zwojów cewki, S -powierzchnia zwoju, B -indukcja magnetyczna.

2. Część pomiarowa

Pomiaru zmiany strumienia indukcji magnetycznej wykonano dla ośmiu różnych natężeń prądu magnesującego (od 0.5 do 4 A, co 0.5 A), po dziesięć dla każdego natężenia. Wyniki uśredniono i obliczono dla nich błąd kwadratowy wartości średniej. Wartość indukcji magnetycznej obliczono z wyżej podanego wzoru, dla którego odczytano z instrukcji roboczej wartości:

S = (4,70 ± 0,04) cm²

n = 40 ± 0.5

Błąd pomiaru indukcji magnetycznej obliczono metodą różniczki logarytmicznej ze wzoru:

2.1. Tabela pomiarowa

Natężenie prądu [A] ->	0.5 A	1.0 A	1.5 A	2.0 A	2.5 A	3.0 A	3.5 A	4.0 A
1	1.20	2.40	3.55	4.70	5.70	6.60	7.40	7.95
2	1.10	2.30	3.50	4.70	5.70	6.55	7.35	8.10
3	1.20	2.35	3.50	4.70	5.75	6.60	7.35	8.00
4	1.15	2.40	3.60	4.70	5.70	6.60	7.40	7.95
5	1.10	2.35	3.50	4.75	5.75	6.60	7.35	8.00
6	1.10	2.40	3.55	4.70	5.75	6.65	7.40	8.00
7	1.20	2.40	3.50	4.70	5.75	6.60	7.35	8.05
8	1.20	2.40	3.55	4.70	5.70	6.65	7.40	7.95
9	1.15	2.40	3.55	4.65	5.70	6.65	7.40	8.00
10	1.20	2.30	3.60	4.70	5.75	6.60	7.35	8.00
Średni strumień indukcji [mWb]	1.16	2.37	3.54	4.70	5.725	6.61	7.375	8.00
Błąd pomiaru strumienia [mWb]	0.019	0.016	0.014	0.005	0.006	0.009	0.006	0.020
Indukcja magnetyczna [T]	0.0617	0.1261	0.1883	0.2500	0.3045	0.3516	0.3923	0.4255
Błąd pomiaru indukcji [T]	0.0023	0.0035	0.0047	0.0055	0.0067	0.0079	0.0086	0.0100

2. Przykładowe obliczenia

Obliczenie indukcji magnetycznej:

Obliczenie błędu pomiaru indukcji magnetycznej:

2.3.Krzywa cechowania elektromagnesu

3.Wnioski

Na podstawie narysowanego wykresu zależności B = f(I), możemy powiedzieć, że indukcja magnetyczna działająca na uzwojenie cewki pomiarowej jest wprost proporcjonalna do natężenia prądu magnesującego płynącego przez elektromagnes.

3

---