Измерение магнитной индукции
Измерение магнитной индукции — это определение модуля вектора \(\vec B\), характеризующего магнитное поле в данной точке. В школе используют силовой метод, основанный на действии поля на проводник с током, а на практике — тесламетры и датчики Холла.
Силовой метод
На прямой проводник длиной \(l\) с током \(I\), помещённый в магнитное поле, действует сила Ампера. Если проводник расположен перпендикулярно линиям поля, то \(B\) находят по силе \(F\):
При произвольном угле \(\alpha\) между проводником и вектором магнитной индукции используют более общую формулу \(F=BIl\sin\alpha\), поэтому \(B=\frac{F}{Il\sin\alpha}\). Силу измеряют динамометром или по изменению показаний весов, ток — амперметром, длину активной части проводника — линейкой.
Электронные приборы
Для быстрого измерения применяют тесламетр, или гауссметр. Его измерительный зонд часто содержит датчик Холла: при прохождении тока через тонкую пластинку в магнитном поле возникает поперечное напряжение Холла, связанное с \(B\). Прибор преобразует это напряжение в показание магнитной индукции.
На проводник длиной \(0{,}20\,\text{м}\) действует сила \(0{,}06\,\text{Н}\) при токе \(3\,\text{А}\). Проводник перпендикулярен полю, поэтому \(B=F/(Il)=0{,}06/(3\cdot0{,}20)=0{,}10\,\text{Тл}\).
Тесла — единица магнитной индукции \(B\), а не напряжённости магнитного поля. Кроме того, при измерении силовым методом угол \(\alpha\) нельзя считать равным \(90^\circ\), если проводник не перпендикулярен линиям поля.
Как изменится вычисленное значение \(B\), если при перпендикулярном расположении проводника силу тока увеличить в 2 раза, а силу Ампера измерить правильно?
Главное
- Модуль магнитной индукции измеряют по силе Ампера, напряжению Холла или с помощью тесламетра.
- Для перпендикулярного проводника используют \(B=\frac{F}{Il}\); в общем случае — \(B=\frac{F}{Il\sin\alpha}\).
- Единица магнитной индукции в СИ — тесла (Тл).