Способ измерения силы магнитного поля

Способ измерения силы магнитного поля

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Жласс

М 24927 ззнАя «""-".ÁÑÊÌ

Ока Ц,,БД

Йвторекое евидетельетво as изооретеийе

ОПИСАНИЕ способа измерения силы магнитного поля.

К авторскому свидетельству Г. В- Брауде, заявленному 24 декабря

1929 года (заяв. свид. № 60950).

О выдаче авторского свидетельства опубликовано 31 января 1932 года.

V= т+Е.

V Е

2= —. = r+ —.

i 1

Н И.» Е = — Н dr ду у дг dt

Предлагаемый согласно изобретению способ измерения силы магнитного поля состоит в том, что в исследуемое поле помещают струну, колеблющуюся в резонанс с колебаниями проходящего по ней переменного тока, и силу этого поля определяют как корень квадратный из эффективного сопротивления струны.

-.Ямплитуда колебаний струны и ри соблюдении указанных выше условий будет, как можно вывести, решая дифференциальное уравнение вынужденных колебаний струны, следующим образом связана с амплитудой проходящего через нее переменного тока и с силой магнитного поля, в котором она находится

Пх

2Н sin — е е = — / a„f;,. 4 где ц — амплитуда переменного тока, » — частота переменного тока, равная собственной частоте струны, H — сила магнитного поля, р — плотность струны, f — площадь поперечного сечения струны, p — коэффициент затухания струны. Напряжение на концах струны, помещенной в магнитное поле и колеблющейся под влиянием проходящего через. нее переменного тока, будет складываться из падения напряжения на омическом сопротивлении струны и обратной электродвижущей силы индукции, возникающей на концах струны прЁ ее колебании в магнитном полайСопротивление струны переменному току будет складываться из омического сопротивления струны r и эффективного сопротивления —,;, обусловленного электродвижущей силой индукции.

Напряжение индукции Е на концах струны складывается из напряжений индукции отдельных элементов струны где l — длина струны.

Подставляя в выражение для Е выражение для у и деля его на ю = i е, получим эффективное сопротивление струны при резонансе

4 Н2, " = n,д где l — длина струны, f — площадь поперечного сечения струны, р †плотнос струны, — коэффициент затухания струны, Н вЂ” сила магнитного поля.

Таким образом, эффективное сопротивление струны при резонансе прямо пропорционально квадрату силы магнитного поля. Это свойство струны и может быть использовано для измерения посредством ее силы магнитных полей.

Для этого необходимо только какимнибудь образом измерить это эффективное сопротивление струны. Так как это сопротивление чисто ваттное и арифметически складывается с омическим, то это большнх затруднений не представляет. Измеряя сопротивление струны на . переменном токе частоты, равной собственной частоте струны, то - есть, питая измерительную схему переменным током от звукового генератора, настроенного в резонанс со струной, мы получим, вычитая из измеренного таким образом сопротивления, собственное омическое сопротивление струны или исключая последнее каким-нибудь образом, величину эффективного сопротивления струны, обязанного магнитному полю.

При измерении эффективного сопротивления методом замещения мостиком

Уытстона или каким-нибудь иным компенсационным методом, необходимо заботиться о безъиндуктивности сопротивлений, входящих в схему. Если желательно получить силу магнитного поля прямо в показании измерительного прибора, то для этой цели можно использовать дифференциальный гальванометр, показывающий сопротивление, или измерять падение напряжения на концах струны, включенной в анодную цепь звукового генератора так, что ток, протекающий через струну, почти не зависит от величины сопротивления струны.

При всех этих методах желательно> чтобы звуковой генератор был достаточно устойчив, то-есть, чтобы его амплитуда и частота мало менялись с изменением режима (накал, анодное напряжение).

Желательно также, чтобы натяжение струны не менялось с изменением температуры, которое может быть достаточно большим в пространстве магнитного поля. Для этого материал оправы, в которую закреплена струна, должен обладать тем же коэффициентом теплового расширения, что и материал самой струны. Для этой цели могут быть выбраны материалом для струны — платинаиридий, материалом для оправы — стекло.:

Конструктивно измеритель магнитного поля в этом случае может быть выполнен в виде Т-образно соединенных двух стеклянных трубок (спаянных под прямым углом). По оси короткой трубки, запаивается платино-иридиевая струна, а длинная трубка служит рукояткой.

Для разных контрольных случаев конструкция измерителя должна быть соответственно видоизменена. Вышеописанный метод измерения силы магнитного поля имеет некоторую аналогию с методом измерения силы магнитного поля посредством висмутовой спирали. В обоих случаях использован эффект увеличения сопротивления в магнитном поле.

По данным автора преимуществом вышеописанного метода является его большая чувствительность. В то время как сопротивление висмутовой спирали от поля силы в 1000 гаусс увеличивается всего на несколько процентов, эффективное.сопротивление струны при резонансе увеличится от того же поля на несколько тысяч процентов, например: к омическому сопротивлению в несколько десятых ома прибавится магнитное сопротивление в несколько омов. Предлагаемым способом, кроме того, имеется возможность производить измерения в небольших объемах. Недостатками метода является необходимость специальной аппаратуры (звуковой генератор) и необходимость настройки в резонанс.

Предмет изобретения.

Способ измерения силы магнитного поля, отличающийся тем, что в исследуемое поле помещают струну, колеблющуюся в резонанс с колебаниями проходящего по ней переменного тока, и силу магнитного поля определяют как корень квадратный из эффективного сопротивления струны, то-есть отношения напряжения на концах ее к силе тока в ней. тип. „Печати. Труд". Зак. 4666 — )000