III. Описание установки

В работе используется полупроводниковый кремневый датчик Холла DXK- 0,5 A (на рисунке 5 обозначен цифрой 1)

Рис. 5.

Полупроводниковый датчик располагается на конце штока, который перемещается по оси соленоида. Для определения положения штока внутри соленоида на его боковой грани нанесена сантиметровая шкала 2 к штоку подсоединен жгут 3 для подключения электродов для питания соленоида и датчика.

В отсутствии магнитного поля (В=0) холовская разность потенциалов U_х=0, однако вольтметр дает остаточное напряжение , указанное в паспорте датчика, что необходимо учесть при измерениях.

Электрическая и экспериментальная схема установки приведена на рис. 6.

Рис. 6.

Модуль ФПЭ – 04 кабелем 2 подключается к источнику питания ИП. Ток I в соленоиде фиксируется, амперметром 3 ЭДС Холла U_х измеряется мультиметром.

Параметры установки:

- чувствительность

- остаточное напряжение

- размеры датчика

- длина соленоида

- диаметр соленоида

- число витков 2299

IV. Порядок выполнения работы:

Подготовить приборы к работе.

Модуль ИП

Тумблер «контроль тока» - вправо;

Тумблер «контроль напряжения» - в положение 5-25 В

Ручка 5-25 – в крайнее левое положение.

Мультиметр

Канал input

Черный провод – гнездо LO

Желтый провод – гнездо H1

Модуль ФПЭ – 04

Подключить провода от мультиметра к гнездам ФПЭ – 04

Черный провод – нижнее гнездо

Желтый провод – верхнее гнездо

Задание 1. Определение магнитной индукции в средней точке на оси соленоида.

1. Поставить шток с датчиком в среднее положение на оси соленоида ( 10 см по шкале штока)

2. Включить источник питания ИП. («Сеть»), включить мультиметр( кнопка ,кнопка … V)

3. Выставляя ручкой (5 – 25) на ИП ток соленоида измерить мультиметром ЭДС Холла для токов 0,55; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4 мА. Полученные результаты занести в таблицу 1.

4. Учесть систематическую погрешность измерения датчика, вычитая поправку

5. Вычислить экспериментальное значение индукции В магнитного поляв центре соленоида по формуле 14. и теоретическое значение B₀ по формуле (11).

Таблица 1.

№	I, мА	, мВ	, мВ	, мТл	В, мТл
	0,55
	0,6

7. На одном листе миллиметровой бумаги и в одном масштабе построить графики зависимости теоретических и экспериментальных значений индукции магнитного поля от тока в соленоиде.

и

8. Построить зависимость ЭДС датчика от тока в соленоиде I.

Задание 2.Исследование изменения индукции магнитного поля вдоль оси соленоида.

1. Установить ток в соленоиде I=1 мА

2. Перемещая шток с датчиком вдоль оси соленоида с интервалом измерить ЭДС датчика . Результаты занести в таблицу 2.

3. Учесть систематическую погрешность измерения датчика, вычитая поправку ; .

4. Вычислить экспериментальное значение магнитной индукции В для каждого положения датчика Холла.

5. Построить зависимость индукции магнитного поля B от координаты Х.

Таблица 2.

Х,см				…
, мВ
, мВ
В, мТл0

Контрольные вопросы.

1. Закон Био–Савара–Лапласа.

2. Рассчитать индукции магнитного поля на оси кругового витка с током.

3. Объяснить расчет индукции магнитного поля на оси соленоида.

5. В чем заключается эффект Холла. Вывести формулу для расчета U_x.

6. Объяснить полученные в работе экспериментальные зависимости.