Az8

454 views

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total views
454
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
3
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Az8

  1. 1. ‫گزارش كا ر آزمايشگا ه فيزي ك ) 2(‬‫تهيه كننده گان : محسن هنرور ، نيوشا كاشاني‬ ‫آزمايش ) 7( 87/9/61 01-‬ ‫8 صبح‬ ‫هد ف : بررسي كمي و كيفي ميدانها ثابت ناشي از عبور جريان الكتريكي در‬ ‫‪‬‬ ‫سونولوئيد ها.‬ ‫وسايل مورد نيا ز :‬ ‫‪‬‬ ‫، آمپر متر، منبع تغذيه،‬ ‫003 >‪R‬‬ ‫‌دستگاه تسلمتر، ميله هال، ولت متر با وقاومت داخلي‬ ‫سيم رابط‬ ‫مختصري ا ز تئور ي آزمايش : ‌‬ ‫‪‬‬‫عبور جريان الكتريكي در محييط هيادي ايجياد مييدان مغناطيسيي ميي نماييد .‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ميدان ايجاد شده در اطراف هادي، بستكي به فاصله ، محيط فراگير و شييدت جريييان‬‫دارد و اگر جريان ثابت باشد ميدان ثابت اگر متغيير باشد ميدان متغيير مي باشد . اين‬ ‫ميدان در اطراف يك هادي شعاعي دارد و در داخل سنولوئيد تقريبا طولي و متناس يب‬ ‫ي‬ ‫با دور يم پيچ و جنس محيط و نسبت معكوس با طول آن دارد .‬ ‫دستگا ه تسلمت ر :‬ ‫‪‬‬ ‫تسلمتر دستگاهي است براي اندازهگيري دانسيته فلزي مغناطيسييي )اعييم از‬ ‫فلوي ثابت و يا متغيير(ي طراحي شده است . ميدانهاي مغناطيسي توسط دو ميله هال‬ ‫مورد جستجو قرار مي گيرند .‬ ‫ميله هاي بلند بيراي انيدازه گييري مييدان هياي خطيي نظيير سيونولوئيد ميورد‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫اسفاده قرار مي گيرند . تسلمتر كه در اين آزمايش مورد استفاده قرار ميي گييرد بيا‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬ ‫رنج ‪ 3V-AC‬به ترمينال)ي4(ي مطابق شكل وصل مي شود )مقاومت داخلي اين ولت متر‬ ‫بايد 003 اهم باشد(.ي‬
  2. 2. ‫طر ز كاليبر ه كرد ن دستگا ه تسلمت ر : ‌‬ ‫‪‬‬‫الف - ي ابتدا سيم هاي ولت متر را به ترمينال هياي شيماره 4 مطيابق شيكل)ي1(ي باييد‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫وصل شود .‬‫ب - ي ترمينال ميله هال را به محل ترمينيال ش يماره 5 مطيابق ش يكل ) 1(ي باييد وص يل‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫شوند .‬‫ج - ي كليد قشاري ) ‪( Echen‬ي را ابتدا بداخل فشار داده در حالي كه كلييد هياي فش ياري‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬‫)ي-يي(ي و )~(ي هر دو بيرون هستند . سپس بيا اسيتفاده از پييچ تنظييم كننيده ش يماره 3‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫مربوط به كليد ‪ Echen‬بايد عقربه ولت متر را دقيقا روي عدد 3 ولت متر متصييل شييده‬‫به ترمينال شماره 4 قرار دهيد ، پس ار تنظيم كليد فشاري ‪ Echen‬را ب يا فش يار مج يدد‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫‌‬ ‫به بيرون بياوريد .‬‫د - ي پس از تنظيم حد بال ولت متر كليد فشاري )ي-يي(ي كه مربوط به اندازه گي يري گي يري‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫ميدانهاي ثابت است با فشار دادن بداخل ببريد . بااستفاده از پيچ تنظيم كننده شماره)ي‬‫2(ي كار مي كنيد كه عقربه ولت متر موقعيكه كليد سلكتور شماره 1 روي ‪ 0.3mT‬قييرار‬‫گرفته به حداقل انحراف خود برسد در اين صورت حد پايين دستگاه نيز تنظيم شده و‬‫دستگاه آماده براي اندازه گيري مي باشد . )توجه داشته باشيد براي تنظيم حيد پيايين‬ ‫ميله حال بايد درو اتاقك خل ء قرار داد تا ميدان مغناطيسي اطراف حذف گردد(.‬
  3. 3. ‫روش انجا م آزمايش : ‌‬ ‫‪‬‬‫آزمايش ) 1(ي : ابتدا مداري مطابق تشكبل دهيد . ميله ه يال كيه ب يه دسيتگاه تس يلمتر‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬‫متصل است و فبل كاليبره شده د رمحل مخصوص خود داخل سولونوئيد قرار دهيييد ،‬‫تا عنصر حساس آن در وسط سولونوئيد كه طول آن 021 سانتي م يتر و تع يداد حلق يه‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫هاي آن 91 دور مي باشد .‬‫سپس توسط رئوستا ، جريان را مطابق حدول شييماره ) 1(ي از 5.0 تييا 4 آم يپر‬ ‫ي‬‫تغيير دهيد و اندكسيون مغناطيسي را روي رنيج 3.0 ميليي تسيل ييا سياير رنيج هياي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫خوانده و نتيجه را در جدول شماره ) 1(ي يادداشت كنيد . منحني تغيييرات اندكسييون را‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫برحسب شدت جريان رسم كنيد . نتيجه بدست آمده از منحني را بنويسيد.‬ ‫جدول شماره ) 1(‬ ‫دور 91= ‪N‬‬ ‫‪L = 12cm‬‬ ‫‪(I (A‬‬ ‫5.0‬ ‫1‬ ‫5.1‬ ‫2‬ ‫5.2‬ ‫3‬ ‫5.3‬
  4. 4. ‫‪(B (mT‬‬ ‫61.0‬ ‫52.0‬ ‫53.0‬ ‫34.0‬ ‫35.0‬ ‫46.0‬ ‫37.0‬ ‫وه‪ç‬رآسآ تك‪éé‬آسآتب ه‪é‬رآبو هكبوآغ‪é‬ض‪ é‬بس دضبب حس‪é‬آو ض‪é‬ه ة‪é‬خ‬ ‫8000.0‬ ‫7000.0‬ ‫6000.0‬ ‫2000.0 = ‪Tan a‬‬ ‫5000.0‬ ‫ه‪é‬ربآوب هكوآغ‪é‬ض‪é‬‬ ‫4000.0‬ ‫3000.0‬ ‫2000.0‬ ‫1000.0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫5.0‬ ‫1‬ ‫5.1‬ ‫2‬ ‫5.2‬ ‫3‬ ‫5.3‬ ‫4‬ ‫حس‪é‬آو‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B µN‬‬ ‫=∝ ‪Tan‬‬ ‫و 2000.0 =‬ ‫=‬ ‫‪i‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪µ = 12.6 × 10 −7 Tm‬‬ ‫‪A‬‬‫آزمايش شماره ) 2(ي : در مدار آزمايش ) 1(ي ط يول فش يرده س يولونوئيد را ك يه 91 دور‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫اسييت 8 يييا 21 سييانتي مييتر و جريييان مييدار را 3 آمييپر انتخيياب كنيييد . و اندكسيييون‬‫مغناطيسي را اندازه گيري كرده ، در جدول شماره)ي2(ي يادداشت نماييد . سپس تعداد‬‫دور هاي سولونوئيد را ثابت نگه داريد و طول سولونوئيد را مطيابق جيدول ش يماره )‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫2(ي تنظيم نماييد و اندكسيون مغناطيسي زا اندازه گيري نماييد و جييدول شييماره ) 2(‬‫را كامل كنيد . توجه داشته باشييد كيه ميليه هيال هميواره در وسيط سيولونوئيد قيرار‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬‫گرفته باشد . منحني تغييرات اندكسيون مغناطيسي را برحسب عكس طول سولونوئيد‬ ‫رسم كنيد . نتيجه بدست آمده را بنويسيد .‬ ‫جدول شماره ) 2(‬ ‫دور 91= ‪N‬‬ ‫‪I = 3A‬‬ ‫‪(L (cm‬‬ ‫8‬ ‫21‬ ‫61‬ ‫02‬ ‫42‬ ‫82‬ ‫‪(B (mT‬‬ ‫247.0‬ ‫806.0‬ ‫84.0‬ ‫593.0‬ ‫823.0‬ ‫282.0‬
  5. 5. ‫وه‪ç‬رآس تك‪éé‬آسآتب ه‪é‬رآو هكبوآغ‪é‬ض‪ é‬بس دضبب ق‪â‬ض غ‪ç‬ن ض‪é‬ه ة‪é‬خ‬ ‫9000.0‬ ‫8000.0‬ ‫7000.0‬ ‫1960000.0 = ‪Tan a‬‬ ‫6000.0‬ ‫ه‪é‬ربآوب هكوآغ‪é‬ض‪é‬‬ ‫5000.0‬ ‫4000.0‬ ‫3000.0‬ ‫2000.0‬ ‫1000.0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫4‬ ‫6‬ ‫8‬ ‫01‬ ‫21‬ ‫41‬ ‫ق‪â‬ض غ‪ç‬ن‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B µN‬‬ ‫=∝ ‪Tan‬‬ ‫و 1960000.0 =‬ ‫=‬ ‫‪i‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪µ = 12.13 × 10 − 7 Tm‬‬ ‫‪A‬‬‫آزمايش ) 3(ي : در مدار آزمايش ) 1(ي تعداد حلقه ه ياي س يولونوئيد را ك يه 91 دور م يي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫باشد 8 سانتي متر و وجريان مدار 3 آمپر ار انتخاب نماييد . اندكسيون مغناطيسييي را‬‫اندازه گيري كنيد و در جدول شماره ) 3(ي يادداشت نمايييد . حيال طيول سيولونوئيد را‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫دوباره 8 سانتي متر انتخاب كنيد در حالي كه تعداد حلقه هيياي آن ...... دور و جريييان‬‫همان 3 آميپر باشيد مقيدار اندكسييون مغناطيسيي را انيدازه گييري كنييد و در جيدول‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬‫شماره ) 3(ي يادداشت نماييد . سپس طبق جدول شماره ) 3(ي در طول ثابت تعداد دور‬‫ها را تغيير دهيد و اندكسيون مغناطيسي را اندازه گيري كرده و جدول را كامل نماييد‬ ‫.‬ ‫جدول شماره ) 2(‬ ‫‪I = 3A‬‬ ‫‪L = 8cm‬‬ ‫‪N‬‬ ‫91‬ ‫51‬ ‫11‬ ‫8‬ ‫5‬ ‫‪(B (mT‬‬ ‫26.0‬ ‫24.0‬ ‫52.0‬ ‫21.0‬ ‫90.0‬ ‫‪B‬‬ ‫‪B µN‬‬ ‫=∝ ‪Tan‬‬ ‫و 400000.0 =‬ ‫=‬ ‫‪i‬‬ ‫‪i‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪µ = 10.7 × 10 −7 Tm‬‬ ‫‪A‬‬
  6. 6. ‫وه‪ç‬رآس تك‪éé‬آسآتب ه‪é‬رآو هكبوآغ‪é‬ض‪ é‬بس دضبب تقرآر ر‪ç‬س ض‪é‬ه ة‪é‬خ‬ ‫7000.0‬ ‫6000.0‬ ‫5000.0‬ ‫400000.0 = ‪Tan a‬‬ ‫ه‪é‬ربآوب هكوآغ‪é‬ض‪é‬‬ ‫4000.0‬ ‫3000.0‬ ‫2000.0‬ ‫1000.0‬ ‫0‬ ‫0‬ ‫2‬ ‫4‬ ‫6‬ ‫8‬ ‫01‬ ‫21‬ ‫41‬ ‫61‬ ‫81‬ ‫02‬ ‫تبقربآرب رب‪ç‬س‬‫با استفاده از منحني هيا 0‪ µ‬ضيريب ثيابت آزميايش را بدسيت آورييد . سيپس خطياي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫آزمايش را با توجه به اينكه 7− 01× ‪ µ0 = 4π‬است بدست آوريد .‬ ‫محاسبه خطاي آزمايش :‬ ‫‪‬‬ ‫01× ‪µ0 = 4π‬‬ ‫01× 75.21 =‬ ‫7−‬ ‫7−‬ ‫7.01+ 31.21+ 6.21‬ ‫=‪µ‬‬ ‫7− 01× 8.11 = 7− 01×‬ ‫3‬ ‫81.11 − 75.21 ‪µ − µ‬‬ ‫0 = ‪∆µ‬‬ ‫=‬ ‫%21.6 =‬ ‫0‪µ‬‬ ‫75.21‬ ‫‪ ‬عوامل خطا :‬‫خطايي كه در هنگام تنظيم حد بال و پايين دستگاه ايجياد ميي شيود بصيورتي كيه‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫1.‬ ‫دقيقا نمي توان از كاليبره بودن دستگاه اطمينان حاصل كرد‬ ‫خطاي حاصل از خواندن اعداد توسط آزمايش گر‬ ‫2.‬ ‫خطاي نسبي كه هر وسيله دارد‬ ‫3.‬ ‫نتيجه گيري :‬ ‫‪‬‬‫با تيوجه بيه ايين آزميايش ميي تيوانيم مييدانهاي مغناطيسيي ايجياد شيده ييك‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬‫سنولوئيد را بررسي كنيم . بطوريكه اين ميدن با عكس طول سولونوئيد و تعداد حلقه‬‫ها و جريان رابطه مستقيم دارد . البته هر محيطي براي خود يك قابليت گذر دهي نيز‬ ‫دارد كه اين نيز مي تواند در ميدان ايجاد شده تاثير بگذارد .‬ ‫با توجه به فرمول و نتايج بدست آمده آزمايش :‬ ‫ميدان مغناطيسي با جريان نسبت مستقين دارد‬ ‫1.‬ ‫ميدان مغناطيسي با طول سونولوئيد نسبت معكوس دارد‬ ‫2.‬ ‫ميدان مغناطيسي با تعداد دور نيز نسبت مستقيم دارد‬ ‫3.‬‫با توجه بيه ‪ µ‬بدسيت آميده از سيه آزميايش نشيان ميي دهيد كيه ‪ µ‬هيوا محييط‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫ي‬ ‫4.‬‫آزمايشگاه از ‪ µ‬خل كمتر مي باشد . يعني اينكه خل مقاومت كمتر ياز خييود در برابيير‬
  7. 7. ‫عبور ميدانهاي مغناطيسي نشان مي دهد بطوريكه در شرايط يكسان بين هييوا و خل‬ ‫، ميدان مغناطيسي ‪ B‬در محيط خل بيشتر است .‬

×