磁场分布及磁敏元件的特性研究.docVIP

四、实验内容与测量 1 实验目标：研究U形磁铁一侧截面不同位置的磁场分布情况 A 实验条件：分别将磁极头放于U形磁铁一端的中间以及对称的两端，控制励磁电流恒定，改变空气隙的距离，分别测出输出电压的值，测量结果见表1.1。 本次实验中，是空气隙的距离为零时对应的刻度，是恒定的励磁电流。 21.0 25.0 29.0 33.0 37.0 41.0 45.0 49.0 53.0 /v -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 U中/v 0.488 0.501 0.520 0.551 0.588 0.696 0.895 1.325 2.335 U左/v 0.564 0.576 0.594 0.624 0.674 0.762 0.943 1.361 2.334 U右/v 0.543 0.553 0.572 0.600 0.648 0.737 0.917 1.362 2.334 34.5 30.5 26.5 22.5 18.5 14.5 10.5 6.5 2.5 /v 0.527 0.54 0.559 0.59 0.627 0.735 0.934 1.364 2.374 /v 0.603 0.615 0.633 0.663 0.713 0.801 0.982 1.4 2.373 /v 0.582 0.592 0.611 0.639 0.687 0.776 0.956 1.401 2.373 表1.1 U形磁铁一侧沿着截面不同位置的磁场分布数据记录表 下面是以表1.1中的最后四行数据为参考画出的磁场分布曲线图，见图1.1。 B 实验结果分析与讨论 结果分析及结论：从图1.1看出，对于同一个截面的不同位置来说，磁场强度差别不大，基本在横截面积较小时是均匀的。而三条曲线均是随着空气隙距离的增大，输出电压减小，即：随着距离的变大，磁极处的磁场强度逐渐减弱，且减弱的速度越来越慢，极限结果是稳定趋于零。这也预示着在下面的测量中，磁极头在某一截面前面放的位置按大体处于中间就可以，对于测量结果的影响不大。 2 研究U形磁铁中线圈串联与单独作用时磁场分布的区别 2.1 实验目标：U1、U2串联时以及U1、U2单独作用时的磁场分布情况对比 A 实验条件：把磁极头放于含有U1、U2线圈一侧的截面中间位置，保持励磁电流恒定，分别记录U1、U2单独作用及U1、U2正向、反向串联接入电路时的输出电压值，记录数据见表2.1。 本次实验中， 21.0 25.0 29.0 33.0 37.0 41.0 45.0 49.0 53.0 /v -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 -0.039 U1/V 0.495 0.506 0.524 0.552 0.602 0.688 0.869 1.275 2.334 U2/V 0.455 0.466 0.484 0.513 0.561 0.645 0.818 1.196 2.334 /V 0.978 1.001 1.035 1.093 1.187 1.368 1.702 2.334 2.334 /V 0.002 0.002 0.003 0.003 0.006 0.009 0.018 0.039 0.096 34.5 30.5 26.5 22.5 18.5 14.5 10.5 6.5 2.5 0.534 0.545 0.563 0.591 0.641 0.727 0.908 1.314 2.373 0.494 0.505 0.523 0.552 0.6 0.684 0.857 1.235 2.373 /V 1.017 1.04 1.074 1.132 1.226 1.407 1.741 2.373 2.373 /V 0.041 0.041 0.042 0.042 0.045 0.048 0.057 0.078 0.135 表2.1 U1、U2单独作用与U1、U2正反串联作用产生的磁场情况数据记录表 下面是以表2.1中的最后5行数据为参考做出的磁场分布曲线图，见下图2.1。 B 实验结果分析与讨论 结果分析及结论：观察U1、U2单独作用的磁场曲线分布，总体趋势相同，都是随着空气隙距离的增大，输出电压减小；而U1整体的磁场强度测得的值均比U2的值大，究其原因是U2线圈在U1线圈的后面，距离磁极头相对要远一段距离，那么磁场就会弱一些。再比较U1、U2单独作用与U1、U2正串、反串作用的曲线，正串以后的磁场强度增强，但不是简单地加和，与U1、U2到磁极头的距离有关，但总体趋势仍然和单独作用是一样的；反串以后，磁场强度减弱，且随空气隙的