Магнитное поле катушек Гельмгольца и измерение их индукции с помощью эффекта Холла. Козлов В.И. - 2 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МГУ | Москва

Составители: 

Рубрика: 

Лабораторная работа 14-2
Магнитное поле катушек Гельмгольца
и измерение их индукции с помощью эффекта Холла.
В данной лабораторной работе изучается метод создания однородного магнитного
поля с помощью катушек Гельмгольца, а также метод измерения индукции этого поля с
помощью прибора, принцип действии которого основан на эффекте Холла.
Введение.
1. Методы создания магнитного поля.
Поле прямого проводника. Простейшим устройством, создающим магнитное
поле, является цилиндрический проводник, по которому течет ток (рис. 1, а). В
пространстве вокруг него существует поле,
a
B
B
B
y
y
I
B
I
I
I
I
Рис. 1. Индукция магнитного поля, создаваемого: a – прямым проводником с током;
б – круговым проводником с током.
индукция которого (в случае прямого бесконечно длинного проводника) на расстоянии y
от него определяется формулой
y
I
B
π
µ
2
0
=
, (1)
где I – сила тока в проводнике,
7
0
104
−
⋅=
πµ
Ф/м – магнитная постоянная. Поле
проводника с током неоднородно.
Поле одиночного витка. Если проводник согнуть в кольцо радиуса R (рис. 1, б),
поле в центре кольца будет иметь индукцию
R
I
B
2
0
µ
=
. (2)
Это поле также неоднородно. Однако, если рядом с первым витком соосно расположить
второй, то, подобрав расстояние между витками, можно получить довольно протяженную
область пространства, где магнитное поле будет весьма однородно (рис. 2).
Катушки Гельмгольца. Так называют систему двух одинаковых катушек,
расположенных на расстоянии, равном их радиусу. В пространстве между катушками
однородность поля может быть не хуже 0,5 %. Их широко применяют в лабораторной
практике для создания небольших (примерно до 0,3 тесла) однородных полей.
3
                                                 3



                           Лабораторная работа 14-2


                   Магнитное поле катушек Гельмгольца

           и измерение их индукции с помощью эффекта Холла.

      В данной лабораторной работе изучается метод создания однородного магнитного
поля с помощью катушек Гельмгольца, а также метод измерения индукции этого поля с
помощью прибора, принцип действии которого основан на эффекте Холла.

                                                Введение.

                          1. Методы создания магнитного поля.

      Поле прямого проводника. Простейшим устройством, создающим магнитное
поле, является цилиндрический проводник, по которому течет ток (рис. 1, а). В
пространстве вокруг него существует поле,

                                            y        I
                                        y                         B
                               II                                 B
                               I                                  B
                               I
                                            B
                                    a                         б
   Рис. 1. Индукция магнитного поля, создаваемого: a – прямым проводником с током;
                          б – круговым проводником с током.


индукция которого (в случае прямого бесконечно длинного проводника) на расстоянии y
от него определяется формулой
                                                      I
                                            B= µ0         ,                          (1)
                                                     2π y

                                                         −7
где I – сила тока в проводнике, µ 0 = 4π ⋅ 10 Ф/м – магнитная постоянная. Поле
проводника с током неоднородно.
       Поле одиночного витка. Если проводник согнуть в кольцо радиуса R (рис. 1, б),
поле в центре кольца будет иметь индукцию
                                                      I
                                            B= µ0       .                            (2)
                                                     2R

Это поле также неоднородно. Однако, если рядом с первым витком соосно расположить
второй, то, подобрав расстояние между витками, можно получить довольно протяженную
область пространства, где магнитное поле будет весьма однородно (рис. 2).
      Катушки Гельмгольца. Так называют систему двух одинаковых катушек,
расположенных на расстоянии, равном их радиусу. В пространстве между катушками
однородность поля может быть не хуже 0,5 %. Их широко применяют в лабораторной
практике для создания небольших (примерно до 0,3 тесла) однородных полей.

Страницы