Wyznaczanie indukcji magnetycznej pola wytwarzanego przez magnes stały

Wstęp teoretyczny Każdy magnes charakteryzuje wartość zwana indukcją magnetyczną i oznaczana literą B. Im większa wartość B, tym „silniejszy” magnes. Zgodnie z prawem Ampera, jeśli przewodnik z prądem umieścimy w polu magnetycznym, to będzie na niego działać siła: gdzie I to natężenie prądu w przewodniku, l to długość przewodnika w polu magnetycznym, a α to kąt między elementem przewodnika i wektorem indukcji magnetycznej.  

Metoda pomiarowa Aby zmierzyć B skorzystaliśmy z prawa Ampera, które po przekształceniu daje postać: Trzeba było więc zmierzyć siłę, długość przewodnika, prąd w nim płynący, oraz kąt między nim a polem magnetycznym   A

Sposób przeprowadzenia doświadczenia Za pomocą cienkiego drutu nawinęliśmy prostokątną cewkę, którą zawiesiliśmy na wadze. Na statywie zamontowaliśmy magnes podkowiasty, tak żeby jeden z boków cewki był między jego biegunami. Tylko ten odcinek znalazł się w polu magnetycznym, i był pod kątem , ( ). Na początku waga została doprowadzona do równowagi, po czym cewka została podłączona do źródła prądu. Na bok cewki zaczęła działać siła działającą pionowo w dół lub w górę (zależnie od zwrotu prądu i pola magnet.). Trzeba było dołożyć lub odjąć odpowiednie odważniki, których łączny ciężar odpowiada sile działającej na ramkę.    

Wyniki I [A] F [N] F/I [N/A] 1 0,0124 0,75 0,010125 0,0135 0,5 0,007 0,014 0,25 0,003225 0,0129 Średnia: 0,0132    

Oszacowanie błędów Niepewność pomiaru długości przewodnika: ±0,001m Niepewność pomiaru natężenia prądu: ± 0,1A Niepewność pomiaru masy odważników: ±10mg = ± 0,00001kg

Podsumowanie Tą metodą można oszacować indukcję magnetyczną magnesu stałego. Badany przez nas magnes był dosyć słaby, a cewka miała mało zwojów, co uniemożliwiało dokładne badanie przy małych prądach. Z kolei duże prądy powodowały przegrzanie się potencjometru, więc zakres dopuszczalnych wartości natężenia był dosyć wąski. To wszystko negatywnie wpływało na dokładność pomiarów.

Przygotowali: Wojciech Dubiel Damian Świszcz Adres: Warzyce 480 38-200 Jasło E-mail: wolf480@interia.pl Tel.: 13 445 84 17 Damian Świszcz Adres: Warzyce 173 E-mail: fischu20@onet.pl Tel.: 500 879 615 Szkoła: Zespół Szkół im. ks. Piotra Skargi w Warzycach Adres: Warzyce 205 Nauczyciel: Antoni Styczyński Adres: ul. Dworcowa 4/12 E-mail: antoni_styczynski@wp.pl Tel.: 13 49 108 12 Wysłano za zgodą nauczyciela