(TIỂU LUẬN) bài 2 KHẢO sát từ TRƯỜNG TRONG ỐNG dây THẲNG

KÍNH CHÀO CƠ VÀ CÁC BẠN ĐẾN VỚI PHẦN THUYẾT TRÌNH CỦA NHĨM BÀI 2: KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TRONG ỐNG DÂY THẲNG 11 THÀNH VIÊN Vũ Minh Ánh Nguyễn Nhật Minh Nguyễn Hữu Tài 01 MỤC ĐÍCH - Khảo sát từ trường ống dây thẳng - Khảo sát phụ thuộc cảm ứng từ B lòng ống dây vào cường độ dòng điện I chạy qua vòng dây phân bố cảm ứng từ B dọc theo trục ống dây 02 CƠ SỞ LÝ THUYẾT Cường độ từ trường dọc theo trục ống dây thẳng có dịng điện chạy qua: Định luật Biot- Savard-Place phương trình mơ tả từ trường tạo dịng điện khơng thay đổi Nhờ định luật này, ta dễ dàng tính độ lớn vecto cảm ứng từ dòng điện tròn phẳng gây điểm A nằm B trục vịng trịn (hình 1a): R o r B o Ta mở rộng kết cho đoạn ngắn ds ống dây (hình 1c) Nếu đơn vị dài có n vịng dây đoạn ngắn ds có nds vịng Áp dụng ngun lý chồng chất từ trường, ta tính cảm ứng từ dB dịng I chạy qua nds vịng dây đó, gây nên điểm A bằng: dB Từ hình vẽ cho thấy s = R.cotg , hay | ds | R Nhờ hệ thức (1-2) trở thành: dB r In sin d o Cảm ứng từ B ống dây thẳng dài L (hình 1c) gây điểm A là: B r Nếu cuộn dây dài vô hạn, trục ống : Bo r I.n Cường độ từ trường H lịng ống dây thẳng dài vơ hạn xác định : Phương pháp đo cảm ứng từ B Nếu đặt khung dây phẳng gồm N2 vịng, có tiết diện S (đều) vào ống, cho mặt phẳng khung vng góc với B, suất điện động cảm ứng xuất khung là: d Edt ϕ = N2 S.B = N2.S.Bosin t Lấy đạo hàm theo t, ta có: E N S B0 cos tE0 cos t (1-14) Trong E0 biên độ suất điện động cảm ứng E Đo E0 ta xác định biên độ cảm ứng từ B0 : B0 E N2S (1-15) Phương pháp đo cảm ứng từ B Giá trị B0 tương ứng với dòng điện I0 chạy qua ống dây , với : I cường độ hiệu dụng dòng điện xoay chiều I0 2.I Trong thí nghiệm này, ta dùù̀ng Từ thông kế xoay chiều (Tesla Meter) VC-8606 hoạt động tần số 50Hz để đo biên độ cảm ứng từ B0 lịng ống dây thẳng có dịng điện xoay chiều I chạy qua, đồng thời khảo sát phụ thuộc B0 vào cường độ dòng điện I0 phân bố B0 dọc theo trục ống dây Thiết bị minh hoạ Từ trường môi trường vật chất đặc biệt sinh quanh điện tích chuyển động, biến thiên theo thời gian điện trường, có nguồn gốc từ moment lưỡng cực từ Xét chất, từ trường điện trường biểu riêng rẽ trường thống điện từ trường, thành phần khơng thể thiếu dải sóng điện từ (sóng radio, sóng viba, sóng ánh sáng) sử dụng viễn thơng, truyền hình cơng nghệ thơng tin Ngày nay, từ trường ứng dụng nhiều khoa học công nghệ: Nam châm vĩnh cửu, vật liệu từ cứng làm môi trường đọc, ghi từ ổ đĩa cứng máy tính, động công suất lớn, máy phát điện, máy chụp cộng hưởng từ 03 THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM III.1: THIẾT BỊ 1- Một ống dây thẳng có chiều dài L = 300mm, đường kính D = 40.4 mm, gồm N1 = 750 vòng 2- Một cuộn dây đo có đường kính d = 31mm, số vịng N2=100 vòng, gắn trụ dài 350mm, khắc vạch 1mm Cuộn dây đo đặt lòng ống dây thẳng dịch chuyển dọc theo trục ống nhờ trụ có chia milimet nói 3- Từ thơng kế xoay chiều (Tesla Meter) Model 8606 có thang đo biên độ cảm ứng từ B0 từ 0-100mT , hoạt động tần số 50Hz 4- Bộ nguồn đa AC-DC 0-3-6-9-12V / 3A 5- Đồng hồ đa số DT-9205 6- Dây nối mạch điện có hai đầu phích III.2: TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 1- Lắp ráp mạch điện: Ống dây mắc nối tiếp với ampe kế xoay chiều A (thang đo AC 20A đồng hồ DT-9205), nối vào hai lỗ cắm xoay chiều nguồn đa năng, ban đầu đặt 3V (Hình 3) - Phích chân đầu đo B cắm tới lối vào Tesla Meter VC8606, cuộn dây đo ban đầu đặt vị trí mm Đo cảm ứng từ B dọc theo trục cuộn dây: - Bật công tắc điện cho Teslameter VC-8086 nguồn xoay chiều đa năng, chọn thang đo thích hợp cho VC-8606 - Đọc giá trị I giá trị B0 tương ứng, ghi vào bảng - Cố định giá trị dòng điện I, dịch chuyển khung dây đo từ vị trí đến vị trí 30cm, đo vị trí cách 1cm Ghi số liệu vào bảng Lưu ý : Điện áp xoay chiều 50Hz cung cấp dòng điện I cho cuộn dây lấy từ nguồn đa AC-DC 0,3,6,9,12V, điều chỉnh điện áp chuyển mạch Xác định phụ thuộc cảm ứng từ B vào cường độ dòng điện I chạy qua cuộn dây: - Đặt cuộn dây đo nằm vị trí ống dây (vị trí x = 15cm thước đo) - Thực phép đo phần cố định vị trí cuộn dây đo thay đổi dòng điện I chạy qua ống dây cách vặn chuyển mạch điện áp xoay chiều nấc 3, 6, 9, 12V, đọc giá trị dòng điện hiệu dụng đồng hồ - DT-9205 giá trị B0 tương ứng đồng hồ VC- 8606, ghi kết vào bảng - Kết thúc thí nghiệm, ghi giá trị thông số cuộn dây N1, khung dây đo N2, thang đo đồng hồ A, Teslameter VC-8606 (với sai số dụng cụ tương ứng) 04 KIỂM TRA VÀ BÁO CÁO KẾT QUẢ CÂU HỎI KIỂM TRA Trình bày nguyên lý đo cảm ứng từ B từ thông kế xoay chiều Áp dụng định luật Biot-Savard-Laplace, chứng minh công thức từ trường dòng điện tròn gây điểm nằm trục vịng dây Chứng minh cơng thức từ trường ống dây điện thẳng hữu hạn n vòng gây điểm nằm trục ống dây Từ suy biến cho ống dây thẳng dài vơ hạn PHẦN THUYẾT TRÌNH ĐÃ KẾT THÚC CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ CHÚ Ý LẮNG NGHE ...BÀI 2: KHẢO SÁT TỪ TRƯỜNG TRONG ỐNG DÂY THẲNG 11 THÀNH VIÊN Vũ Minh Ánh Nguyễn Nhật Minh Nguyễn Hữu Tài 01 MỤC ĐÍCH - Khảo sát từ trường ống dây thẳng - Khảo sát phụ thuộc cảm ứng từ B lòng ống. .. minh cơng thức từ trường dịng điện tròn gây điểm nằm trục vịng dây Chứng minh cơng thức từ trường ống dây điện thẳng hữu hạn n vòng gây điểm nằm trục ống dây Từ suy biến cho ống dây thẳng dài vơ... hay từ máy phát tín hiệu điện xoay chiều Ta xét trường hợp ống dây thẳng đủ dài để coi vơ hạn, cường độ từ trường H lòng ống dây là: H = n I = với L chiều dài ống dây, N1 số vòng dây Cảm ứng từ