利用电磁感应法测交变磁场参考实验报告
时间：2021-01-02 09:20:43 来源：工作范文网 本文已影响 人 
《利用电磁感应法测交变磁场》参考实验报告
实验目的
1?了解用电磁感应法测交变磁场的原理和一般方法。
2 ?测量载流圆形线圈和亥姆霍兹线圈的轴向上的磁场分布。
3?研究双线圈逆接时，磁场轴向分布情况。
实验仪器
FB201- I型交变磁场实验仪， FB201- □型交变磁场测试仪。
实验步骤
测量圆电流线圈轴线上磁场的分布。接好电路，调节交变磁场实验仪的输出功 率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A,以圆电流线圈中心为坐标原点，每隔 10.0 mm
测一个U值，测量过程中保持励磁电流值不变，并保证探测线圈法线方向与圆电流线 圈轴线D的夹角为00。
2?测量亥姆霍兹线圈轴线上磁场的分布。把交变磁场实验仪的两组线圈串联，接 到交变磁场测试仪的输出端钮。调节交变磁场测试仪的输出功率，使励磁电流有效值为 1 = 0.400A。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点，每隔 10.0mm测一个U值
3?双线圈逆接，测量磁场轴向分布情况。把交变磁场实验仪的两组线圈同名端串 联起来，另一对同名端接到交变磁场测试仪的输出端钮。 调节交变磁场测试仪的输出功
率，使励磁电流有效值为1 = 0.400A。以两个圆线圈轴线上的中心点为坐标原点， 每隔
10.0mm测一个U值。
实验数据记录及处理
磁感应强度的最大值
BmaxmaxNS2UNS其中
Bmax
max
NS
2U
NS
其中U为测量的电压有效值,
N为探测线圈的匝数,
S为该线圈的截面积,
为励
和励磁电流的频率 f的关系为磁电流的圆频率。本实验中 N
和励磁电流的频率 f的关系为
实验中f为50赫兹。将数据代入可得
Bm 0.103U (10 3T)
U的单位为mV。
1 ?圆电流线圈轴线上磁场分布的测量数据记录与处理。
实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz
表1圆电流线圈轴线上的磁场分布
轴向距离X
(10-3 m)
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80
90
100
110
120
U (mV)
12.4
12.4
12.1
11.6
10.8
10
9.0
8.0
7.1
6.2
5.4
4.7
4.1
Bm 0.103U (10 3T)
1.27
1.27
1.24
1.19
1.11
1.03
0.92
0.82
0.73
0.63
0.55
0.48
0.42
2 ?亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布的测量数据记录与处理
实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz
表2亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
轴向距离X
（10-3 m）
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80
90
100
U（ mV）
17.9
17.9
17.9
17.8
17.5
17.2
16.4
15.6
14.5
13.3
12.0
Bm 0.103U (10 3T)
1.84
1.84
1.84
1.83
1.80
1.77
1.68
1.60
1.49
1.36
1.23
轴向距离X
（10-3 m）
-10.0
-20.0
-30.0
-40.0
-50.0
-60.0
-70.0
-80
-90
-100
U（ mV）
17.9
17.9
17.8
17.6
17.2
16.4
15.6
14.6
13.3
11.9
Bm 0.103U (10 3T)
1.84
1.84
1.83
1.81
1.77
1.68
1.60
1.50
1.36
1.22
3?双线圈逆接，测量磁场轴向分布的测量数据记录与处理'
实验参数：励磁电流有效值 I =400mA，频率f =50Hz 表3双线圈逆接，测量磁场轴向分布
轴向距离X
（10-3 m）
0.0
10.0
20.0
30.0
40.0
50.0
60.0
70.0
80
90
100
U（ mV）
0
2.0
3.7
5.4
6.7
7.7
8.2
8.3
8.2
7.8
7.2
Bm 0.103U (10 3T)
0
0.20
0.38
0.55
0.69
0.79
0.84
0.85
0.84
0.80
0.74
轴向距离X
（10-3 m）
-10.0
-20.0
-30.0
-40.0
-50.0
-60.0
-70.0
-80
-90
-100
U（mV）
1.9
3.6
5.3
6.6
7.6
8.1
8.4
8.2
7.9
7.2
Bm 0.103U (10 3T)
0.19
0.37
0.54
0.67
0.78
0.83
0.86
0.84
0.81
0.74
利用描点法作图：
图1圆电流线圈轴线上磁场分布
图2亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
图2亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布
2.2亍
-3
Bm(10 T)
2.0
? ■?-?啊-?-?-?
? ■?-?啊-?-?-?
1.6 -
1.4 -
1.2 -
1.0 0.8 -
■
0.6 -
0.4 - 0.2 -
~I 1 I ' I 1 I * I 1 I 0.0~ 1 I 1 I 1 I 1 I * I 1 I~
-120 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80 100 120
X (mm)
图3双线圈逆接，测量磁场轴向分布
实验结论
1、 圆电流线圈轴线上磁场分布情况：随距离中心的距离的增加磁感应强度逐渐减小。
2、 亥姆霍兹线圈轴线上的磁场分布情况：在亥姆霍兹线圈内部磁场在轴线上基本均匀, 在亥姆霍兹线圈外部磁感应强度逐渐减小。并且磁场关于中心对称镜像分布。
3、 双线圈逆接，测量磁场轴向分布情况：中心处磁感应强度为零，由中心向两侧磁感 应强度逐渐增加，在两线圈圆心附近达到最大值。两侧磁场以中心对称镜像分布。
实验中的注意问题
1、 不要带电 接线，中间改变电路时，一定要先关闭电源，再连接电路。
2、 实验完成后要整理实验仪器， 先关闭电源， 再将电线拆下， 捋好后放在实验仪器的右侧。
3、 作图要使用 铅笔 ，先描点，描点要清晰，然后使用平滑曲线连接各点。
思考题
1、 实验的原理是什么？法拉第电磁感应原理
2、 对探测线圈的要求是什么？线圈面积要大小合适，太大无法反映各点磁场的情况， 太小则感应电压小，不利于测量。
3、 感应法测磁场为什么不用一般的电压表？因为被测量的电压是交流毫伏量级。
4、 亥姆霍兹线圈是怎样组成的？
5、 是否能利用本方法测量稳恒磁场？不能，因为根据法拉第电磁感应原理静止探测线 圈在稳恒磁场中感应电动势为零。但可以利用霍尔效应原理测量。