Описание установки

Принципиальная схема установки представлена на рис. 2.

 

 

Рис. 2. Схема установки

 

 

Установка состоит из генератора звуковой частоты (З.Г.), двух переключателей S₁ и S₂, двух катушек индуктивности L₁ и L₂, осциллографа (Осц.), вольтметра V и резистора R. Питание одной из катушек (например, L₁, этому варианту соответствует положение переключателей S₁ и S₂, указанное на рис. 2) осуществляется от генератора звуковой частоты (З.Г.), напряжение которого изменяется по закону:

, (6)

где U₀ – амплитуда и f – частота колебаний. Для получения нормированной силы тока в установку введен резистор R. Если выполняется условие , где R₁ – сопротивление и L₁ – индуктивность соленоида, то , . Вольтметр V измеряет действующее значение напряжения, связанное с амплитудным соотношением:

. (7)

На рис. 3 показан график гармонической функции, на котором отмечены: амплитудное напряжение U₀, действующее напряжение и напряжение .

 

 

Рис. 3. Гармоническая функция

 

 

Переменный ток I₁ создает ЭДС в катушке L₂:

. (8)

Если поменять положение переключателей S₁ и S₂, то напряжение со звукового генератора будет подано на L₂, а ЭДС ε₁ будет наводиться в катушке L₁, которая определяется аналогично ε₂:

. (9)

В (8) и (9) можно выделить амплитуды ЭДС, которые позволяют получить величины коэффициентов взаимной индуктивности:

и , (10)

где ε ₀₂ и ε ₀₁ – амплитудные значения соответствующих ЭДС.

Амплитудное значение ЭДС находится с помощью осциллографа по напряжению полного размаха (рис. 3).

Катушка L₁ – подвижная и связана со штоком, с нанесенной на него шкалой, по которой определятся положение катушки L₁, относительно неподвижной катушки L₂. Величина резистора R = 10⁴ Ом.