Набор демонстрационный по магнитному полю кольцевых токов

Общие сведения

Набор предназначен для экспериментальной демонстрации магнитного поля, создаваемого электрическим током, и силового взаимодействия между проводниками при протекании по ним электрического тока.

Описание: обеспечивает изучение зависимости индукции магнитного поля от силы тока и плотности витков соленоида, изучение распределения магнитного поля плоской катушки и колец Гельмгольца, демонстрацию взаимодействия катушек с током одинаковой и противоположной направленности.

Особенность: обеспечивает проведение расчетного моделирования конфигураций магнитного поля внутри реального соленоида конечной длины и вокруг плоской катушки.

Состав комплекта

Основное оборудование

• Соленоид сдвоенный: 1 штука
• Катушка плоская: 2 штуки
• Провод: 2 штуки
• Цифровой датчик магнитного поля (ЦДМП): 1 штука
• Шкала на магнитной основе: 1 штука
• Резистор: 1 штука
• Нить: 2 штуки
• Руководство по эксплуатации

Дополнительная комплектация

• Батарейный блок (блок питания): 1 штука
• Комплект проводов: 1 комплект
• Программное обеспечение для демонстрационного эксперимента
• Программное обеспечение для расчетного моделирования
• Система хранения

Цифровой датчик магнитного поля (ЦДМП)

Количество: 1 штука

Количество диапазонов измерений: 2

Диапазон измерений №1: от –40 до 40 мТл

Диапазон измерений №2: от –5 до 5 мТл

Особенности:

• магниты на одной из сторон корпуса для крепления датчика на металлической поверхности
• поддерживаемые операционные системы: Windows, Linux (AltLinux, AstraLinux)
• разъем USB для подключения датчика к компьютеру

Батарейный блок (блок питания)

Количество: 1 штука

Регулировка выходного напряжения: от 1,5 до 7,5 В (шаг регулировки 1,5 В)

Программное обеспечение для демонстрационного эксперимента (ПОДЭ)

Количество сценариев для проведения демонстрационных экспериментов: 4

Назначение сценариев: проведение демонстрационных экспериментов по изучению зависимости магнитного поля от силы тока и регистрации на компьютере зависимостей магнитного поля от координаты.

Возможности:

• позволяет обучать основным этапам проведения экспериментального исследования
• позволяет проводить с учениками совместные исследования
• каждый сценарий включает оптимальные настройки используемых датчиков для проведения эксперимента и для последующей обработки собранных данных

Этапы научного исследования:

• качественные закономерности (больше-меньше, растет-убывает-не зависит)
• количественные исследования с измерением величин, формированием таблицы наблюдений
• построение графика и сопоставление экспериментальных данных с графиками различных функций
• обработка данных методом линеаризации

Функции:

• одна или несколько таблиц для обработки данных (занесение экспериментальных данных в таблицу — как отдельных точек, так и всего выделенного интервала)
• заполненные столбцы с исходными данными, характеризующими детали поставляемых установок
• заполнение столбцов данными, перетаскиваемыми из окна регистрации
• таблица содержит разные типы ячеек (экспериментальные данные, константы, вычисляемые значения на основании данных из других ячеек)
• нанесение на график точек, связанных с определенной строкой таблицы
• увеличение изображения чисел и букв в ячейках
• экспорт таблицы во внешний файл и рассылка по локальной сети

Окно с графиком:

• нанесение точек на один или несколько графиков с оптимальным выбором масштаба
• аппроксимация зависимостей графиками аналитических функций из имеющегося набора
• подбор «наилучшего» графика выбранного типа функций методом наименьших квадратов
• совмещение графика подобранной функции с экспериментальной зависимостью
• вывод уравнения подобранной функции на компьютер

Дополнительно:

• вывод в отдельное окно изображения с видеокамеры, подключенной к компьютеру, для детального рассмотрения отдельных элементов установки

Программное обеспечение расчетного моделирования (ПОРМ)

Модель: расчетная модель «Магнитное поле катушки»

Назначение: расчет и представление на компьютере картины магнитного поля, возникающего вокруг катушки с током

Количество экранов предоставления данных: 2

Экран векторного представления поля:

• изображение катушки
• пространство для вывода векторов индукции магнитного поля
• слайдеры для задания параметров катушки (длина, радиус, плотность витков намотки, сила тока)
• слайдеры для задания положения осей построения графиков

Экран графиков:

• зависимости продольной (вдоль оси катушки) и радиальной (вдоль направления радиуса катушки) проекций вектора индукции магнитного поля на выбранные координатные оси
• на поле графика работает маркер, позволяющий считывать значение индукции магнитного поля и координату рассматриваемой точки

Формирование таблицы: формирует таблицу результатов расчета магнитного поля, которая вставлена в электронную таблицу для дальнейшей работы с данными

Документация: электронное методическое руководство на русском языке, описывающее численные эксперименты, выполненные с помощью данной модели (6 экспериментов)

Руководство по эксплуатации (методическое пособие на русском языке)

Количество экспериментов на собираемых установках, описание которых содержит методическое пособие: 6

Система хранения

В составе комплекта.

Производство

Произведено в России. Реестровая запись № 10683786