ІНСТРУКЦІЙНА   КАРТА 

ДО  ПРАКТИЧНОГО  ЗАНЯТТЯ № 9

 

Т е м а :    „РОЗРАХУНОК МАГНІТНИХ ПОЛІВ ПРОВІДНИКІВ І КОТУШКИ ЗІ СТРУМОМ”

М е т а :  Навчитися проводити розрахунок магнітних полів провідників і котушки зі струмом                         .  

 

З а в д а н н я 1

Розрахунок магнітного поля проводів зі струмом

      Визначити за допомогою графіка, побудованого в масштабі магнітну індукцію В в заданій точці А магнітного поля, яке створюється трьома проводами зі струмами І1, І2, І3, також визначити результуючу напруженість Н в заданій точці поля.

     Розташування проводів та відстані між ними, а також напрями струмів в проводах задані на рисунку.

 

 

Дано:

І₁ = І₂ = 1000 А І3 = 1500 А _r = 1 а₁ = 800 мм а₃ = 600 мм

 

В, Н -?

 

 

1. Визначаємо відстані від кожного з проводів до заданої точки

 

а₁ = 800 мм = 0,8 м

а₂ = а₁2 а₃2  0,8² 0,6² 1м

а₃ = 600 мм = 0,6 м

 

2.   Користуючись формулою Біо-Савара-Лапласа визначаємо магнітні індукції, які створюють в точці А кожен з проводів

 

I¹ 1410^{7 1000} 1,810^4Тл В₁ = _r ₀ =

                                       2a₁                                    20,8

 

I² 1410^{7 1000}  210^4Тл В₂ = _r ₀ =

                                        2a₂                                    21

 

I31 14107 1500  5104Тл В3 = r 0 =

                                       2a₃                                    20,6

 

3.   Вибираємо масштаб і визначаємо довжину векторів В₁ , В₂ , В₃

МВ=1·10-4 Тл

см

 

lВ1= В1_В  11,8101044 1,8 см 

М

 

lВ2= В_2В  121010^4⁴  2 см 

М

 

lВ3= В_3В  151010^4⁴  5 см 

М

 

4.   Креслимо схему розташування проводів пропорційно заданим відстаням між проводами 

 

 

 

 

Розташовуємо В₁ , В₂ , В₃ на схемі, як дотичні в точці А до ліній магнітної індукції, напрями яких визначено за правилом буравчика. Результуюче значення магнітної індукції в точці А

В = В₁ + В₂ +В₃

Виміряємо довжину В   l_В=6,4 см

 

В= М_В·l_В =1·10^{-4 Тл} ·6,4 см =6,4·10^-4 Тл см

 

5.   Визначаємо напруженість магнітного поля в точці А:

                                   B           6,410^4                              А

H = r 0  11,256106  509 м

 

З а в д а н н я 2

Розрахунок магнітного поля соленоїда

     Сила струму в котушці І, напруженість магнітного поля  Н, котушка без осердя (_r =1).

     Визначити магнітний потік Ф, магнітну індукцію В, індуктивність котушки L, енергію магнітного поля котушки W_L,  кількість витків w та довжину проводу l_пр для намотки циліндричної котушки (соленоїда) довжиною l і діаметром d.

 

Дано:

_r = 1 l= 28 см d = 1,2 см 

І = 2,7 А

Н = 1320 А/м

 

w, l_пр, Ф, В, L, W_L -?

 

1.Визначаємо площу поперечного перерізу котушки 

 

S = ₄d2  3,14₄1,22 1,13 см2 1,13104 м2

2. З формули закону повного струму  І·w = Н·l визначаємо кількість витків котушки

                                                                           H l   13202810^2

                                                            w  =                               137 витків

I                                           2,7

 

3.    Довжина проводу для намотки котушки

 l_пр = l_в ·w =3,8·137=520 см=5,2 м

 

довжина витка  l_в = π· d =3,14·137=3,8 см

 

4.    Визначаємо магнітну індукцію

 

В = _r ₀ Н = 11,25610^6 1320 1,6610^3Тл

5.Визначаємо магнітний потік

Ф= ВS = 1,6610^3 1,1310^4 1,910^7Вб

6.Індуктивність котушки

 

                                                               Фw  1,910^7 137   96,410_7 Гн

                                                L = I      I            2,7        

 

7.Визначаємо енергію магнітного поля котушки

                                                      W L I2             96,4107 2,72

                                                         L =     2               2              351,4107 Дж

 

Висновок: Виконуючи практичну роботу навчилися застосовувати основні закони магнітного поля та проводити розрахунок магнітних полів провідників і котушки з струмом.