实验14用电磁感应法测交变磁场.ppt

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1、实验14用电磁感应法测交变磁场[目的与要求]1.掌握电磁感应法测交变磁场的原理和方法。2.测量载流线圈和亥姆霍兹线圈轴向的磁场分布。3.了解载流线圈的径向磁场分布情况。4.研究探测线圈平面的法线与载流圆形线圈（或亥姆霍兹线圈）的轴线成不同夹角时所产生的感受应电动势的值的变化规律。[实验原理]载流圆形线圈与亥姆霍兹线圈的磁场（1）载流圆形线圈半径为R，通以电流I的圆形线圈轴线上任一点P的磁感应强度B，其方向沿线圈轴线方向，而大小为式中：N为圆线圈的匝数，x为轴线上P点到圆心O的距离.BNoI2()2R2x+2R32xRIPxPBB取N=400匝I=0.400A

2、R=0.106m磁感应强度为B=0.9484×10-3T，Bm=1.341×10-3TBOX磁场分布示意图（2）亥姆霍兹线圈两个相同圆线圈彼此平行且共轴，理论计算证明：线圈间距等于线圈半径R时，两线圈合磁场在两线圈圆心连线上较大范围内是均匀的，这对线圈称为亥姆兹线圈。OXRRBB[感应法测磁场的原理]设被测的均匀交变磁场（分别由圆电流和亥姆霍兹线圈产生）B=Bmsinωt通过磁场中一探测线圈的磁通量为其感应电动势为当θ=0时，εm最大，即即：数字式毫伏表测量的示值（有效值）由上式即可算出本试验探测线圈，选择频率f=50Hz，则(参数为:N=800,ω=100

3、π1/s,D=0.012m)[实验仪器]FB201–I型交变磁场实验仪。它由圆电流线圈、感应线圈等组成。探测线圈三维可调，它用机械连杆器连接，可作横向、径向连续调节，还可作3600旋转。FB201–II型交变磁场测试仪由信号产生、信号放大、电源、信号频率、电流显示电路等组成。激励信号的频率、输出强度连续可调，可以研究不同激励频率、不同强度下，感应线圈上产生不同感应电动势的情况。［实验内容］1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布。按右图接好电路。将频率调至50Hz，然后使励磁电流有效值为Ｉ＝0.300A，以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0mm测一个Umax值

4、，测量过程中注意保持励磁电流值不变.2.测量亥姆霍兹线圈沿径向的磁场分布。把交变磁场实验仪的两组线圈串联起来（右图）。将频率调至50Hz，然后使励磁电流有效值仍为Ｉ＝0.300A。以两个圆形线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔每隔10.0mm测一个Umax值。3.测量亥姆霍兹线圈沿径向的磁场分布。按实验内容2的要求，固定探测线圈法线方向与圆电流轴线Ｄ的夹角为00，转动探测线圈径向移动手轮，每移动10.0mm测量一个数据，按正、负方向测到边缘为止，记录数据并作出磁场分布曲线图。4.验证公式。按实验内容2要求，把探测线圈沿轴线固定在x=0点，让探测线圈法线方向与圆

5、电流轴线Ｄ的夹角从00开始，逐步旋转到正、负900，每改变100测一组数据。5.研究励磁电流频率的改变对探测线圈感应电动势的影响。按实验内容2的要求，把探测线圈固定在亥姆霍兹线圈中心点，其法线方向与圆电流轴线Ｄ的夹角为00（注：亦可选取其他位置或其它方向），并保持不变。调节磁场测试仪输出电流频率，在30～150Hz范围内，每次频率改变10Hz，逐次测量感应电动势的数值并记录。