123241

(4)

Ponieważ cewka zawiera n=8 zwojów, to wartość siły działającej na cewkę zgodnie z (2) wynosi:

F =nl B L

gdzie L równe długości poziomego boku cewki wynosi 4,5 ± 0,1 cm.

Porównując (3) i (4) otrzymujemy:

Rys.2.

_D_(m₂-m_l)g

^{n 1 L} .    (5)

Ważąc dwukrotnie cewkę i mierząc natężenie prądu w cewce można obliczyć indukcję pola magnetycznego.

W ćwiczeniu dysponujemy halotronem, tzn. elementem przystosowanym do pomiaru naięcia Halla. Gdy dokonamy pomiaru indukcji przez pomiar siły elektrodynamicznej, to możemy w tym samym polu magnetycznym wycechować halotron. Robimy to przez wstawienie halotronu w znane pole magnetyczne, włączenie przepływu prądu przez halotron. Dokonujemy pomiarów natężenia prądu w halotronie i napięcia poprzecznego wytworzonego w halotronie. Po podstawieniu do wzoru (2) obliczamy współczynmk k. Po wyznaczeniu tego współczynnika możemy stosować halotron do wyznaczania indukcji magnetycznej zgodnie ze wzorem:

(6)

kl„

9

gdzie /m oznacza natężenie prądu w halotronie. a Uh napięcie wytworzone przez halotron.

II. Wykonanie pomiarów i opracowanie wyników.

1.    Zawieś prostokąmą cewkę na szalce wagi. Podłącz przewody zasilające do cewki i do zasilacza przez

amperomierz. Włącz amperomierz i zasilacz. Ustaw natężenie prądu w cewce w przedziale 0,3-0,5 A. Wyłącz chwilowo prąd w cewce.

2.    Włącz elektromagnes, ustaw natężenie prądu elektromagnesu około 5 A.

3.    Zważ bardzo starannie cewkę przy wyłączonym prądzie w cewce. Zanotuj m_t.

4.    Włącz prąd w cewce. Jeśli ciężar cewki pozornie zmalał, to zmień kierunek prądu w cewce. Zważ znowu

starannie cewkę. Zanonij nu.

5.    Wyłącz prąd w cewce. Pozostaw nieruchomo pokrętło regulacji natężenia prądu elektromagnesu. Wyłącz

prąd w elektromagnesie.

6.    Oblicz indukcję magnetyczną według wzoru (5). Przedstaw wynik prowadzącemu. Jeśli akceptuje to rozpocznij

przygotowaiua do cechowania halotronu.

7.    Odłącz przewody zasilania od cewki i zdejmij ją z szalki wagi. Wprowadź halotron pomiędzy bieguny

elektromagnesu. Podłącz przewody zasilania halotronu prądem do zasilacza pizez miliamperomierz. Ustaw płaszczyznę halotronu prostopadle do pola magnetycznego.

8.    Włącz zasilanie prądem halotronu i ustaw natężenie tego prądu w przedziale 2-4 mA. Włącz przewody

napięciowe halotronu do woltomierza i włącz woltomierz. Będzie on pokazywał małe napięcie.

9.    Włącz zasilacz elektromagnesu Nie pokręcaj regulacji natężenia prądu. Po kilku sekundach natężenie prądu

osiągnie wartość identyczną jak podczas pomiarów siły elektrodynamicznej.

10.    Zmieiz napięcie halotronu. Podstawiając do równania (2) oblicz współczynnik k. Po obliczeniu go halotron jest

już wycechowany do pomiarów indukcji magnetycznej zgodnie ze wzorem (6). Wartość indukcji obliczona była w punkcie 6.

11.    Dla natężenia prądu elektromagnesu od 0 do 8 A zmieniając co 0,5 A zmierc natężenie prądu elektromagnesu /<«, natężenie prądu w halotronie /» i napięcie wytwarzane przez halotron Uh. Wyniki zanotuj w tabeli.

In

U„

12.    Zredukuj prąd w elektromagnesie. Wyłącz elektromagnes i pozoatałe przyrządy.

13.    Oblicz wartości indukcji magnetycznej i wpisz je do 4-tej kolumny.

14.    Przeanalizuj co było zmierzone najmniej dokładnie przy wyznaczaniu indukcji magnetycznej z pomiaru sił. Oszacuj względną niedokładność tego pomiaru. Wszystkie pozostałe wielkości mają względne niedokładności bardzo zbliżone. Podaj jaka jest niedokładność indukcji magnetycznej w 4-tej kolumnie tabeli.

III. Pytania kontrolne

1.    Jak siła oddziaływuje w polu magnetycznym na ładunek ?

2.    Jaka siła oddziaływuje w polu magnetycznym na przewód z prądem elektrycznym ?

3.    Na czym polega zjawisko Halla ?

4.    Metoda wyznaczania indukcji magnetycznej przy użyciu pomiaru siły elektrodynamicznej.

5.    Metoda wyznaczania indukcji magnetycznej przy użyciu halotronu.