СЕЛФ

88

С.Б. Каравашкин и О.Н. Каравашкина

Прежде чем проанализировать данные, приведенные в табл. 3, следует отметить, что точность значений эдс, полученных при вычитании, получается очень низкой. Это обусловлено тем, что величина эдс, индуцируемая на внутренней стороне контура, значительно превышает величину эдс, индуцируемую на внешней стороне контура. Для примера, при h = 0 см и f = 200 кГц, таблица 3 даёт значение U = 0, 275  В, а таблица 2 для h = 18 см и f = 200 кГц даёт значение U = 2, 4 В. Таким образом отношение эдс, наведенной на внешней стороне вторичного контура, к эдс, наведенной на внутренней стороне контура составляет 0,115, т.е. всего порядка 10 %. А поскольку обе вычитаемые величины измерялись с точностью размерности чисел, соответствующих таблице 2, то при вычитании погрешность возрастёт в пропорции уменьшения результата вычитания, т.е. в 8,73 раз. Поэтому график, построенный по значениям, представленным в таблице 3, может давать только качественную картину закономерности. Сглаженный график зависимости эдс индукции в наружной стороне контура от h и f приведен на рис. 16.

Рис. 16. Диаграмма зависимости эдс индукции в наружной стороне контура от частоты тока в первичной обмотке f и расстояния h этой стороны от сердечника

Несмотря на указанные ограничения в точности полученных результатов для внешней стороны вторичного контура, мы видим, что значения эдс, приведенные в табл. 3, совпадают в пределах погрешностей измерений с таблицей 1. Одновременно с этим, изменение эдс во всём исследуемом диапазоне частот ниже 80 кГц, представленное на рис. 16, соответствует результатам, полученным в первом эксперименте и представленным на рис. 11. В обоих случаях с с удалением стороны контура от сердечника эдс монотонно уменьшается, что полностью противоположно формулировке Максвелла и полностью соответствует определению процесса индукции Фарадеем.

Таким образом, как в первом, так и во втором эксперименте эдс индукции возбуждается не во вторичном контуре в целом, а в отдельных его частях, и в каждой части амплитуда эдс пропорциональна не всему потоку через вторичный контур, а значению напряжённости магнитного поля в месте расположения проводника контура. В частности, этим объясняется и неодинаковое значение эдс, наводящееся во внутреннем и внешнем проводниках вторичного контура во втором эксперименте. Ведь внутренний проводник вторичного контура со всех сторон окружён сердечником, а следовательно, наводимая эдс будет пропорциональна сумме эдс, наводимых всей поверхностью сердечника. Для внешнего же проводника эдс наводится только внешней стороной сердечника, поле которого не концентрируется, как в окне сердечника трансформатора, а рассеивается, в результате чего и образуется неоднородное поле, измеренное нами в первом эксперименте. Если бы мы измерили поле в окне сердечника, то получили бы практически одинаковые значения по всему сечению. Только в углах окна эдс очень немного возрастала бы на неоднородностях сердечника.

Полученные теоретические и экспериментальные результаты полностью подтверждают правомерность использования в [1] компенсационной рамки для измерения эдс индукции, наводящейся в одиночном стержне. При достаточно большом расстоянии отводящих сторон рамки и при низкой частоте индуцирующего поля, эдс, наводящаяся в этих сторонах, будет практически равна нулю. Следует отметить, что с тем же результатом можно использовать вместо компенсационной рамки одиночные контуры, если удалить на значительное расстояние от исследуемого сердечника нерабочие стороны рамки.