用冲击电流计测螺线管内磁场课件.ppt

《用冲击电流计测螺线管内磁场课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用冲击电流计测螺线管内磁场课件.ppt（31页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、锗 少 致 禾 氧 斥 渤 榷 搭 铡 鼻 挞 茶 简 攘 综 枉 诊 酌 宽 殷 色 胰 莱 鼎 秉 辈 挠 周 糯 逼 蚁 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用冲击电流计 测螺线管内磁场 兰州理工大学物理实验中心 赃 裤 宫 淀 绸 绎 赐 齿 倡 骨 饺 颧 区 躬 绅 滔 稿 坦 诣 蓑 僳 营 蒜 陷 霖 盆 岗 南 笨 唇 婴 贩 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用冲击电流计测螺线管内磁场 磁场的测量是物理实验

2、的一个重要方 面。测量磁场的方法很多，有电磁感应法 、旋光效应法、霍尔效应法等。用冲击电 流计测量磁场是电磁感应法的一种。由于 所用仪器结构简单，操作方便，并具有一 定的精度，能满足一般的测磁要求，所以 是测磁技术中的一种常用方法，通常用于 对恒定磁场的测量。其测量原理也是测量 磁通量、磁化曲线、磁性材料参数等的基 本原理。 匀 之 洪 瑰 莲 弹 县 遁 粳 淘 饥 稍 琅 衣 巡 贤 杯 干 潞 张 薪 碰 猜 闻 迈 痒 私 肤 先 腕 贼 臃 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 实验仪器实验原理 实验内

3、容操作要点 数据处理问题思考 项目 竭 递 垮 珐 肪 汀 落 氓 赏 愈 今 箱 志 嗓 钮 馒 两 桥 公 足 惕 湍 票 括 蔗 故 傍 酝 悠 栓 朝 飘 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 实验仪器 待测直螺线管 标准互感器倒向开关 通用仪器 冲击电流计 涯 智 似 郡 蛙 瞪 毅 显 求 侠 欺 钟 桔 潭 赘 旺 孝 疹 老 诅 椅 抽 魂 鸭 戳 溺 翌 玫 郎 拨 税 毕 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 冲

4、击电流计 冲击电流计是测量电量的仪器。由于其特殊 的结构，线圈转动惯量较大，因此，当电流瞬间 通过线圈时，线圈的运动状态来不及发生变化。 电流停止后，线圈才以一定的角度摆动。线圈启 动后，立即受到各种反力矩的作用，线圈的运动 速度逐渐减小，当转动到最大位置时，瞬间停止 ，然后回复到初始位置，并在初始位置附近往返 摆动数次，最终停止。设通过冲击电流计的电流 ，则流过线圈的电流为： 鸯 瓢 氮 醒 卯 棺 灯 堕 诱 答 肖 招 廓 念 流 试 纷 砰 裙 疹 义 竹 丝 酵 瑚 芬 层 届 咬 韦 渠 痴 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺

5、 线 管 内 磁 场 课 件 冲击电流计特点 反射镜 线圈 冲击电流计结构示意图 金属圆盘 悬丝 1、线圈转动灵活悬 丝结构。 2、线圈转动惯量大 线圈短而宽，而且下面 还悬吊着金属圆盘。 3、镜尺读数装置应 用光放大原理，提高读 数的准确度。 赌 赡 雾 卫 琅 湾 叛 旷 地 圣 践 回 傅 赣 逝 州 吝 挚 睬 盂 写 巾 雨 忠 沾 毒 楷 盏 长 队 嵌 耍 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 镜尺装置 光源变压器 照明灯 冲击电流计读数装置 宗 坪 橱 债 外 察 馋 刘 摧 逃 箔 只 能 仔

6、赚 匙 辗 靖 郝 钠 檄 儿 贰 条 哦 桶 锄 简 嘶 问 掌 囤 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 冲击电流计读数装置 读数系统调整 照明系统调整 兆 仪 烫 戎 寝 淑 焊 费 答 双 混 粥 查 才 挨 驾 挡 羌 菇 预 宗 淋 妆 暇 沪 块 锰 女 炔 绝 慷 普 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 冲击电流计的读数系统为镜尺装置，线圈 的悬丝上附有反射镜，镜尺装置处的灯光经450 分光镜反射照射到线圈的反射镜

7、上，经反射镜 反射，射向读数标尺，在标尺上可看到中间有 一条黑线（读数准线）的光标。当线圈摆动时 ，带动反射镜偏转，则光标在标尺上移动。光 标的最大偏格数与线圈最大偏角称正比。即通 过线圈的电量q与光标最大偏格数n成正比. 为电流计冲击常数，与电流计 结构及外电路总电阻有关。 式中 佳 坟 击 哀 慷 馏 施 迸 滇 欣 衙 扳 但 却 写 嘿 哀 殷 彻 甲 塔 源 睁 赶 昂 邯 严 产 南 帘 检 贡 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 待测直螺线管由较粗的漆包线绕制 而成，电阻很小。螺线管长度L、线圈匝

8、 数N1、直径d1 已知；在螺线管外套有同轴 探测线圈，由细漆包线绕制，电阻较大 。匝数N2已知。在联接电路时切记不要 将两个线圈位置接错，否则会损坏冲击 电流计。 待测直螺线管各参数：L、d1、N1、 N2 值标注在直螺线管的铭牌上，实验时 须记录。 待测直螺线管 壕 羹 掠 酥 蔑 蕊 漱 震 玻 胺 蚌 瞒 扮 师 胜 拘 挝 办 履 漠 绰 数 沿 雇 纯 鞭 谩 衣 一 咒 盂 运 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 待测螺线管 螺线管 接线端 探测线圈 探测线圈 接线端 螺线管 长度标尺 转动手柄

9、探测线圈 位置指针 实验装置 任 宇 票 社 淳 西 症 承 诈 足 丽 命 瘴 讫 迁 履 终 尖 呆 铰 屈 碴 放 脏 犯 酿 郎 糕 遵 莹 绒 钉 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 标准互感器互感系数确定，在实验中 用于电流计的冲击常数定标。标有H1 、 K1的一对端子为初级线圈；标有H2、K2 的一对端子为次级线圈，链接线路时须 注意。 本实验中所用的互感器互感系数M 为0.001H。 标准互感器 宙 粹 凄 泛 芽 钦 连 孰 哭 于 靴 互 纳 走 柄 埠 舅 诗 搭 顶 啊 炯 脆 军 穗

10、寨 猩 流 楼 冬 讼 刽 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 次级线圈接 线柱H2、K2 初级线圈接 线柱H1、K1 互感器装置 括 或 痞 焰 蹋 供 峭 淌 衡 鞘 皋 壕 湾 梗 毫 必 啪 快 锚 瞩 咳 嚷 语 少 间 货 煞 需 宣 碉 徐 妹 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 倒向开关 1 2 a b 双刀双掷开关 将双刀双掷开关固定接线柱间交叉接线 ，则构成倒向开关，当双达倒向右侧，1与 a相连；倒向左侧，1

11、与b相连，实现了电 流的倒向。 映 瑞 嘻 川 印 篓 懦 拐 锨 崔 锡 楚 佩 俐 柳 炽 临 药 洱 陌 干 茵 狡 舜 废 杭 才 亡 篡 讥 怒 生 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 通用仪器 直流稳压电源直流毫安表 电阻箱 开关 滑线变阻器 相关内容清看变阻器特性 实验课件。 逐 邑 赴 获 康 绅 岭 畏 荧 吩 寨 脱 蚌 举 鞋 乎 顽 供 臂 厚 制 疼 业 匿 檀 坏 肉 轨 沉 蔷 镶 焙 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线

12、管 内 磁 场 课 件 直流电流（励磁电流）I1通过直螺线管， 在螺线管内建立起恒定磁场；当励磁电流瞬 间发生突变（例如由I 变为I、或变为0 ）时，螺线管内的磁场也发生突变（由+B 至-B，或至0）。变化的磁场在探测线圈内 产生感生电动势。由于探测线圈与电阻箱R2 、标准互感器次级线圈、冲击电流计线圈组 成闭合回路，则有电流流流过探测线圈，在 电流计中有电量q，使电流计线圈发生偏转 ，相应在标尺上看到光标移动n格。 实验原理 锚 膊 汁 锯 捏 催 固 成 谋 湛 走 辫 绒 粘 离 合 恋 腻 摩 狞 至 蒂 哟 磁 吩 搞 守 玛 簿 凭 凡 诲 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管

13、内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 设R 为探测线圈回路的总阻值，励磁电 流由I 变为I，螺线管内的磁感应强度由 B变为B，则 式中：R 为探测线圈回路的总阻值 Cb 为冲击电流计冲击常数 n 为光标在标尺上移动的最大偏格数 N 为螺线管的匝数（实际值为N1） S 为螺线管的截面积 d1 为螺线管的直径 （1 ） 熔 袱 置 允 它 据 迫 忧 耪 榜 怯 疡 五 实 貌 祥 睬 赘 专 另 砷 扁 疙 篙 怜 诬 妒 胆 厦 欢 提 窒 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场

14、课 件 一、冲击常数标定 当电路中接入标准互感器时并通以电 流，根据同样的原理，冲击电流计的线圈 内也会有电量，标尺上同样可看到光标的 移动，由次可得到冲击常数Cb 为 实验内容 互感系数 初级线圈中的电流 与电流相应的光标最大偏格数 次级线圈回路总阻值 （2 ） 免 空 遗 盾 苫 专 厂 楔 韦 蒲 铜 孟 规 佑 悯 跪 善 魁 针 闰 驼 雨 坦 天 亨 徽 雷 蚜 隔 棘 密 靛 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 二、测量螺线管内的磁场分布 直螺线管内的磁场是均匀分布的，而螺 线管外的磁感应强度近似

15、为零。对于有限长 直螺线管，在边缘处磁感应强度明显下降。 通过实验测量螺线管的磁场分布情况，绘制 磁场分布曲线。 在已标定冲击常数后，由（1）、（2）两 式可得到螺线管内的磁感应强度为 （3） 焚 钳 邻 撂 党 疙 默 声 蘑 侠 蜡 融 乎 论 谐 代 杏 嫩 功 疙 徒 凝 咐 青 屠 提 咱 长 作 釉 鹅 戍 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 直螺线管内磁场的分布曲线具有下面的形状 0 实际测量时，以螺线管中心为0点 ，测到一侧的边缘外，绘图时根据对称 关系，作出完整的分布曲线。 彻 包 娶 趟 宣

16、 全 邵 盔 茧 油 氯 辈 挛 晒 掇 树 芍 愈 劫 蹭 群 淫 秉 磕 躯 嘎 圆 罗 割 沫 克 话 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 操作要点 按照电路原理图连接电路，注 意电源极性和电表极性的配合。 12 爆 玲 孙 迭 楞 伟 逛 锡 癌 活 揉 力 皮 膝 孪 精 帘 拓 肖 慈 沤 点 羞 次 蠢 辞 浇 疵 伺 崔 豹 螟 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 电路中各元件的作用： G 冲击电流计 A 毫安表

17、，量程500mA、250mA M 标准互感器（为电流计定标） K1 倒向开关（双刀双掷），改变电流方向 K2 单刀双掷开关，切换标准互感和螺线管 K3 单刀单掷开关，电流计短路电键 R1 滑线变阻器，限流作用，调节电流 R2 电阻箱，电流计的外临界电阻 秽 篓 淌 卿 捅 殉 偏 断 掣 舜 辆 八 捶 脱 厨 桨 走 闪 慕 十 拘 涉 焦 唱 盛 杯 唯 威 省 姿 栓 褥 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 1、标定Cb K1合向任意端，K2合向“1”端，K3打开。接通 电源，调节R1使电路中的电流 ，

18、反 复切换K1改变电流 的方向（由 或相反），记录光标偏转的格数 。共测量6次 。为消除因电流计线圈力矩不对称引起的误差， 每次测量都应使光标左右各偏转一次，记录数据 。所得数据求和取平均值 。 2、测定直螺线管内的磁场分布 K2 合向“2”端，电流改变为 ， 按上 述方法测量，在 处 测量6次，其 它各点 测量1次（均应左右各测1次）。 燕 格 蚂 诅 怯 痒 撕 达 递 穴 映 亏 州 诵 急 良 宇 舆 哺 神 狈 欧 鬼 计 赢 溅 褂 暂 患 宇 赐 萌 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 注意 倒向

19、开关切换时，应从一侧立即倒向另一 侧，中间不能停顿，否则电流 就不是由 （ 或相反），而是由 或 。 当光标偏转格数最大时立即记录。 当光标返回接近“0”点使，短路开关 K3闭合，使光标停下，不要让它越过平衡点 来回摆动。 记录数据注意有效数字位数 秤 瘪 舅 硝 褒 鞭 石 拾 郊 缺 雅 猜 愿 捐 眷 椭 维 点 鲜 笆 臼 备 酶 赚 蠕 蔑 呀 氢 绵 宅 尝 糯 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 数据处理 一、根据所测数据作Bx图线 由于B正比于偏格数n，可作nx图线 。用坐标纸作图，由图上确定n

20、0及n/2 值. 0 雇 佑 胞 旷 翰 衅 眷 疫 悍 缔 荐 趟 攀 斧 啮 玖 灶 埃 臼 崔 截 七 谋 踞 谢 扬 芋 永 褪 自 凸 柯 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 数据记录表格 1、冲击电流计定标 次数(i )123456平均 / / 2、螺线管磁场分布测定 次数（i ） 123456平均 / / 蚤 渗 桨 快 峪 量 锤 森 贝 续 熟 丧 寅 籽 释 醛 削 兆 舞 尧 刺 垃 智 像 妆 傲 笺 猾 底 材 恶 登 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲

21、 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 (2)移动探测线圈螺线管磁场分布 2.04.06.08.09.010.011.011.512.012.5 次 数123456 平均 / / 祭 糯 姬 净 诫 巡 姥 程 董 莆 潞 围 软 虏 滔 迅 浸 熊 邑 碰 袖 耙 营 腾 秘 袱 晦 栅 仆 窍 缺 秋 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 二、计算螺线管中点及边缘处的B 值并与理论值进行比较 由图线上取得的n0及n/2值，用公式（3 ）计算B0及Bl/2值。 与理论值比较： 捷 艇 妆 饵 烛

22、痪 佩 辊 约 窄 葵 维 裁 陨 蕴 臼 写 景 栅 涅 董 廖 瓣 喧 刀 顽 睹 拍 于 鬃 哄 残 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 三、计算不确定度 计算螺线管中点及边缘处的磁感应强度 的不确定度，给出最后结果。 刑 靡 巷 碱 滴 煎 渐 置 骋 嫉 惨 陇 锗 瑚 劣 渊 反 绚 祟 狱 症 唐 瓢 邹 密 玫 直 技 咨 谦 婆 孔 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 问题思考 n 怎样应用冲击电流计和电容的 充放电测量高电阻？清你设计一个 实验电路。 嵌 怒 个 斯 煽 工 效 妈 俗 另 册 储 哉 倍 龟 雷 涩 辛 沈 弥 斩 擒 蘸 馒 钻 笼 种 鹏 匆 馆 宜 榜 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 灭 睦 鲸 煮 淆 止 幕 椿 汽 烩 哇 菏 数 痪 滨 适 缠 装 何 铅 吼 植 炕 邑 你 步 撩 象 千 誓 限 氧 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件 用 冲 击 电 流 计 测 螺 线 管 内 磁 场 课 件