亥姆霍兹线圈磁场实验
实验名称:亥姆霍兹 日期: 2017.3.8 专业班级：环境工程163班 试验人: 李璐驿 学号：58021161000 指导老师: 钟双英
实验目的
（1） 学习感应法测量磁场的原理和方法;
（2） 研究研究亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布. 主要仪器
磁场测试仪、亥姆霍兹线圈架和亥姆霍兹磁场实验控制箱.工作温度10～35℃，相对湿度25%～75%.
两个励磁线圈各500匝，圆线圈的平均半径R?105mm,两线圈中心间距105mm.感应线圈距离分辨率0.5mm. 实验原理
一、 载流圆线圈与亥姆霍兹线圈
1、载流圆线圈磁场
半径为R通以电流为I的圆线圈，周线上磁场的公式为
B??NIR00232
2(R2?X2)式中N0为线圈的匝数；x为轴上某一点到圆心O的距离；?0?4??107H?m?1.本次实验取I=200mA.
2、亥姆霍兹线圈
两个相同线圈彼此靠近，使线圈上通以同向电流理论计算证明：线圈间距a等于线圈半径R时，两线圈合场在轴附近较大范围内是均匀的.这时线圈称为亥姆霍兹线圈，如图所示.
实验内容
1. 测量亥姆霍兹线圈周线上的磁场分布
2.
3.
数据记录与处理：
验证公式?m?NS?Bmcos?
*研究励磁电流频率改变对磁场强度的影响
表 1
- 1 -
X/mm B/mT X/mm B/mT X/mm B/mT
-50 0.422 -15 0.558 20 0.555
-45 0.447 -10 0.568 25 0.540
-40 0.468 -5 0.576 30 0.520
-35 0.489 0 0.580 35 0.502
-30 0.508 5 0.579 40 0.481
-25 0.528 10 0.574 45 0.464
-20 0.546 15 0.565 50 0.436
单线圈 0.700 0.600 0.500 0.400 0.300 0.200 0.100 0.000 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 表二
X/mm B/mT X/mm B/mT X/mm B/mT
-100 0.553 -30 0.846 40 0.828
-90 0.615 -20 0.855 50 0.802
-80 0.672 -10 0.853 60 0.764
-70 0.723 0 0.853 70 0.722
-60 0.761 10 0.850 80 0.667
-50 0.805 20 0.846 90 0.602
-40 0.835 30 0.844 100 0.548
- 2 -
亥姆霍兹 1.200 1.000 0.800 0.600 0.400 0.200 0.000 -100 -90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
注意事项
1、开机后应至少预热10分钟才可进行试验.
2、更换测量位置时，应切断励磁线圈的电流后将将感应电动势调零；之后再通电测量读数.这时为了抵消地磁场的影响及对其他不稳定因素的补偿.
试验建议
HD4501型亥姆霍兹磁场试验仪使用螺旋转轴的旋转来控制探测线圈的移动.螺纹的螺距较小，这样可以提高调节的精度；但也使较大距离的移动很不方便.如果如果再次制造该类型的仪器，可以考虑使用较大螺距的螺纹.
本实验使用的装置可谓“一体化”，这使操作很方便；但这也使主要实验误差来源于仪器本身，限制了实验可能达到的精度.
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