利用电磁感应法测交变磁场参考实验报告.docx

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1、利用电磁感应法测交变磁场参考试验报告试验目的1了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法。2 测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。3争论双线圈逆接时，磁场轴向分布状况。试验仪器FB201- I 型交变磁场试验仪， FB201- 型交变磁场测试仪。试验步骤1.测量圆电流线圈轴线上磁场的分布。接好电路，调整交变磁场试验仪的输出功 率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔10.0 mm 测一个U 值，测量过程中保持励磁电流值不变，并保证探测线圈法线方向与圆电流线 圈轴线 D的夹角为 00。2测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布。把交变磁场试验仪的两组线圈

2、串联，接 到交变磁场测试仪的输出端钮。调整交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为 1 = 0.400A。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm 测一个U 值3双线圈逆接，测量磁场轴向分布状况。把交变磁场试验仪的两组线圈同名端串 联起来， 另一对同名端接到交变磁场测试仪的输出端钮。调整交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为 1 = 0.400A。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔10.0mm 测一个U 值。试验数据记录及处理磁感应强度的最大值Bmax2UmaxNSNS其中U 为测量的电压有效值,N 为探测线圈的匝数,S 为该线圈的截面积,为励磁电流的圆频率。本

3、试验中N = 800 匝的线圈,和励磁电流的频率 f 的关系为试验中 f 为 50 赫兹。将数据代入可得B 0.103U (10 3T)mU 的单位为mV。1 圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录与处理。试验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz表 1 圆电流线圈轴线上的磁场分布12.412.412.111.610.8109.08.07.16.25.44.74.11.271.271.241.191.111.030.920.820.730.630.550.480.42轴向距离 X(10-3m)0.010.020.030.040.050.060.070.08090100110

4、120U (mV)B 0.103Um(10 3T)2 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录与处理试验参数：励磁电流有效值 I=400mA，频率f=50Hz轴向距离 X10-3m0.010.020.030.040.050.060.070.08090100U mVm(10 3T)B 0.103U轴向距离 X10-3m-10.0-20.0-30.0-40.0-50.0-60.0-70.0-80-90-100U mV17.917.917.817.617.216.415.614.613.311.9B 0.103Um(10 3T)1.841.841.831.811.771.681.601.501.3

5、61.22表 2 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布17.917.917.917.817.517.216.415.614.513.312.01.841.841.841.831.801.771.681.601.491.361.233双线圈逆接，测量磁场轴向分布的测量数据记录与处理”轴向距离 X10-3m0.010.020.030.040.050.060.070.08090100U mVm(10 3T)B 0.103U轴向距离 X10-3m-10.0-20.0-30.0-40.0-50.0-60.0-70.0-80-90-100UmVB 0.103Um(10 3T)试验参数：励磁电流有效值 I=400m

6、A，频率 f=50Hz 表 3 双线圈逆接，测量磁场轴向分布02.03.75.46.77.78.28.38.27.87.200.200.380.550.690.790.840.850.840.800.741.93.65.36.67.68.18.48.27.97.20.190.370.540.670.780.830.860.840.810.74利用描点法作图：图 1 圆电流线圈轴线上磁场分布图 2 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布2.2亍-3Bm(10 T) -啊-2.01.6 -1.4 -1.2 -1.0 0.8 -0.6 -0.4 - 0.2-I 1 I” I1 I* I1 I 0.01I1 I

7、1 I1I* I1 I-120 -100-80-60-40-20020406080100120X (mm)图 3 双线圈逆接，测量磁场轴向分布试验结论1、 圆电流线圈轴线上磁场分布状况：随距离中心的距离的增加磁感应强度渐渐减小。2、 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布状况：在亥姆霍兹线圈内部磁场在轴线上根本均匀, 在亥姆霍兹线圈外部磁感应强度渐渐减小。并且磁场关于中心对称镜像分布。3、 双线圈逆接，测量磁场轴向分布状况：中心处磁感应强度为零，由中心向两侧磁感 应强度渐渐增加，在两线圈圆心四周到达最大值。两侧磁场以中心对称镜像分布。试验中的留意问题1、 不要带电 接线，中间转变电路时，确定要先关闭电源，再连接电路。2、 试验完成后要整理试验仪器， 先关闭电源， 再将电线拆下， 捋好后放在试验仪器的右侧。3、 作图要使用 铅笔 ，先描点，描点要清楚，然后使用平滑曲线连接各点。 思考题1、 试验的原理是什么？法拉第电磁感应原理2、 对探测线圈的要求是什么？线圈面积要大小适宜，太大无法反映各点磁场的状况， 太小则感应电压小，不利于测量。3、 感应法测磁场为什么不用一般的电压表？由于被测量的电压是沟通毫伏量级。4、 亥姆霍兹线圈是怎样组成的？5、 是否能利用本方法测量稳恒磁场？不能，由于依据法拉第电磁感应原理静止探测线 圈在稳恒磁场中感应电动势为零。但可以利用霍尔效应原理测量。