Залежність індукції магнітного поля котушки від кількості витків провідника

джерело струму

мультиметр

магнітометр(сенсор магнітного поля)

котушка (дротяна рамка),що містить 200 витків мідного провідника

з’єднувальні провідники

● котушка (дротяна рамка), що містить 50 витків мідного провідника● котушка (дротяна рамка), що містить 100 витків мідного провідника● штангенциркуль● циркуль● аркуш паперу

● навколо будь-якого провідника з електричним струмом виникає магнітне поле. Магнітне поле описується вектором магнітної індукції, який показує величину та напрямок магнітного поля. Магнітне поле, створене кількома провідниками, є сумою векторів магнітної індукції кожного із провідників. Тому магнітне поле котушки є сумою полів, створених кожним витком котушки. Якщо струм у всіх витках котушки направлений в одному напрямку, її магнітна індукція прямо пропорційна до кількості витків. Завдяки цьому за допомогою котушок можна створювати магнітні поля із великою магнітною індукцією;● індукцію магнітного поля котушки можна виміряти за допомогою магнітометра.

1. Беремо необхідне для проведення досліду обладнання.2. Дослід будемо проводити наступним чином:

Аркуш паперу закріплюємо на столі. За допомогою штангенциркуля визначаємо діаметр котушки, циркулем будуємо коло відповідного радіусу. Опорна точка циркуля є геометричним центром намальованого кола. На цьому колі ми будемо завжди однаковим чином, як показано на рисунку вище, розташовувати котушки. У центр кола поміщаємо магнітометр таким чином, щоб його сенсор був розміщений точно у геометричному центрі котушки. Дуже важливо, щоб під час експериментів просторове положення та орієнтація магнітометра не змінювались — ні відносно котушки, ні відносно навколишніх предметів. Щоб цього досягти, обводимо магнітометр олівцем, та використовуємо цей контур для наступних експериментів. 3. Приєднуємо сенсор магнітного поля до мультиметра та вмикаємо його. Коротким натисканням на кнопку режиму переводимо мультиметр у режим вимірювання модуля магнітної індукції, який описує силу магнітного поля.4. До джерела струму приєднаємо котушку, що містить 50 витків мідного провідника. Котушку сумістимо з колом на аркуші паперу, зберігаючи її орієнтацію (див. рис. вище). Вмикаємо блок живлення, встановлюємо на ньому постійний струм з вихідною напругою 1,4 В. За такої напруги у нашій котушці сила струм буде дорівнювати 0,51 А. За допомогою магнітометра вимірюємо магнітну індукцію у центрі котушки. 5. Замінюємо котушку з 50-ма витками на котушку зі 100 витками. Стежимо за тим, щоб котушка була зорієнтована правильним чином (див. рис. вище). Збільшуємо на джерелі вихідну напругу до 2,4 В. За такої напруги, струм в котушці буде рівним тих же 0,51 А. Занотовуємо виміри мультиметра. Також, звертаємо увагу, що індукція магнітного поля зросла майже вдвічі.6. Нарешті проводимо дослід з котушкою, що містить 200 витків. На джерелі встановлюємо вихідну напругу 4,8 В, щоб сила струму у колі залишилась незмінною — 0,51 А. Знову звертаємо увагу на виміри мультиметра. Також звертаємо увагу, що сила магнітного поля знову зросла приблизно вдвічі.

Під час виконання досліду ми змогли переконатись, що навколо котушки зі струмом, формується магнітне поле, магнітна індукція якого прямо пропорційна до кількості витків провідника.