I EF-DI

23 listopad 2011

LABORATORIUM Z FIZYKI

ĆWICZENIE NR 32

„Badanie pola magnetycznego solenoidu”

Przemysław Gawłowski

L5

2. Wykonane pomiary

I1	x	B(x)		I2	x	B(I)		I3	z	B(z)
[A]	[cm]	[mT]		[A]	[cm]	[mT]		[A]	[ilość zwoi]	[mT]
1	-25	0		0	0	0,42		1	20	0.36
1	-24	0.01		0.10	0	1.07		1	30	0.45
1	-23	0.02		0.15	0	1.96		1	60	0.66
1	-22	0.03		0.20	0	2.98		1	150	1.62
1	-21	0.04		0.25	0	3.78		Zmienna jest ilość zwoi, natężenie prądu stałe
1	-20	0.05		0.30	0	4.66
1	-19	0.07		0.35	0	5.62
1	-18	0.09		0.40	0	6.52
1	-17	0.11		0.45	0	7.45
1	-16	0.13		0.50	0	8.34
1	-15	0.16		0.55	0	9.31
1	-14	0.22		0.60	0	10.15
1	-13	0.27		0.65	0	11.11
1	-12	0.36		0.70	0	11.95
1	-11	0.47		0.75	0	13
1	-10	0.66		0.80	0	13.74
1	-9	0.94		0.85	0	14.77
1	-8	1.41		0.90	0	15.56
1	-7	2.15		0.95	0	16.38
1	-6	3.52		1	0	17.36
1	-5	5.98		Zmienne natężenie prądu (od 0A do 1A), stała x = 0
1	-4	9.41
1	-3	13.41
1	-2	16.22
1	-1	17.40
1	0	17.41
Zmienna x, natężenie prądu stałe * dla 0 = 10,5 cm
1	+1	15.87
1	+2	12.65
1	+3	8.55
1	+4	5.04
1	+5	2.98
1	+6	1.83
1	+7	1.21
1	+8	0.83
1	+9	0.59
1	+10	0.43
1	+11	0.34
1	+12	0.25
1	+13	0.21
1	+14	0.16
Niepewność B = -0.05 mT Niepewność I = 0.02 A Niepewność x = 0.1 cm

3. Obliczam niepewności standardowe typu B

$$u\left( B \right) = \frac{- 0.05\ mT}{\sqrt{3}} = - 0.029\ mT\ \approx \ - 0.03\ mT$$

$$u\left( I \right) = \frac{0,02\ A}{\sqrt{3}} = 0.012\ A\ \approx 0.01\ A$$

$$u\left( x \right) = \frac{0,1\ cm}{\sqrt{3}} = 0,058\ cm\ \approx 0.06\ cm$$

4. Wykresy wygenerowane przy użyciu Origin

6. Wnioski

Celem ćwiczenia było zbadanie pola magnetycznego solenoidu.

Pierwsze obliczenia wykonywaliśmy przy zmiennej odległości półprzewodnika prostoliniowego od solenoidu i stałym natężeniu prądu równym 1 A. Jak się okazało, wykres tych zależności B(x) zbliżony jest do krzywej Gaussa. W punkcie 0 (10,5 cm) wartość indukcji magnetycznej jest największa i równa w przybliżeniu 17.41.

Następnie mierzyliśmy przy niezmiennej odległości półprzewodnika od solenoidu, dokładnie w punkcie 10,5 cm i zmiennym natężeniu prądu (od 0 A do 1 A). Wykres zależności B(I) jest prostoliniowy. Wraz ze wzrostem napięcia, wzrasta indukcja magnetyczna.

Ostatni pomiar odbył się przy stałym napięciu 1 A i różnej ilości zwoi (20, 30, 60 i 150). Jak się okazało, wykres zależności B(z) jest zbliżony do prostoliniowego. Wraz ze wzrostem liczby zwoi, wzrasta indukcja magnetyczna.

Błędy pomiaru spowodowane były m.in. nagrzaniem teslomierza, jak również naszymi błędami odczytu.

Doświadczenie przebiegło pomyślnie.