УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ

Область техники
Заявленное техническое решение относится к устройствам для измерения переменных магнитных величин: направления или напряженности магнитных полей или магнитных потоков.
Уровень техники
Из существующего уровня техники известно устройство для измерения индукции магнитного поля, основанное на использовании механических измерительных преобразователях (патент RU 2282863 C1 «Измерение направления или напряженности магнитных полей или магнитных потоков», Б. Драгунов, G01R 33/02, 27.08.2006). Недостатком данного устройства, далее по тексту-преобразователь Драгунова, является низкая точность измерений за счет внешних помех и невозможность давать точный результат из-за предела плотности градуировки шкалы поворота конденсатора.
Раскрытие полезной модели
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается:
1. в увеличении точности измерения напряженности магнитных полей,
2. в возможности измерять плотность потока магнитного поля по поверхности конденсатора,
3. в исключении необходимости использования дополнительных систем экранирования электромагнитных помех.
Данная задача решается за счет того, что используется чувствительный детектор «пояс Роговского»: тороидальный соленоид со специальным компенсирующим противовитком в поперечной плоскости. С его помощью измеряют токи от крайне низкочастотных до сверхвысокочастотных. В его цепь включен конденсатор на 20 пФ, делая его избирательным к воспринимаемой частоте. Обкладки конденсатора установлены на подвижные валы, которые позволяют менять геометрию установки, что расширяет функционал. Также детектор является съемным, что позволяет измерять поля вне границ обкладок. Над подвижной частью системы находится пластиковый купол в виде усеченной пирамиды, в стенках которого проходит металлическая сетка - клетка Фарадея. Она подключена к земле. Материалами для установки являются оргстекло для базы, пластик для остальных элементов, а провода являются коаксиальными.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является исключение электромагнитного шума в сигнале, принимаемом детектором.
Технический результат достигается тем, что устройство для изучения электромагнитного поля, содержащее корпус, тороидальную катушку, электрически связанную с осциллографом, закрепленную в корпусе, причем тороидальная катушка удерживается креплением, расположенным на рейке, закрепленной в корпусе, и находится между двумя обкладками конденсатора, закрепленными на валы, которые проходят через отверстия в корпусе, которые, в свою очередь, электрически соединены с источником переменного напряжения и осциллографом, закрепленными в корпусе. При этом валы, удерживающие обкладки конденсатора, соединены с корпусом, причем указанное соединение является поршневым запорным механизмом.
Кроме того, возможность практически свободно перемещать детектор в пространстве позволяет исследовать свойства магнитного поля в любых точках возле конденсатора.
Осуществление полезной модели
Техническое решение поясняется фиг. 1, где медные обкладки конденсатора 5, электрически соединенные с генератором переменного тока 1, создают переменное магнитное поле внутри себя, в нем находится тороидальная катушка (детектор) 6, которая электрически соединена с электронным осциллографом 2. Обкладки конденсатора 5 закреплены на валах 7, которые проходят в опорах базы 3. Над базой стоит корпус (решетка Фарадея) 4.
Устройство работает следующим образом. При включении питания в генераторе 1 на обкладки подается переменный электрический ток. Он между обкладками конденсатора порождает переменное магнитное поле. Оно порождает в тороидальной катушке 6 с помощью явления электромагнитной индукции ток в контуре, который фиксирует осциллограф 2. При необходимости уменьшить или увеличить емкость конденсатора, валы поворачиваются на четверть оборота и передвигаются на необходимое расстояние и вновь фиксируются.
Настоящее техническое решение может быть применено в учебных заведениях для проведения точных экспериментов и повышения уровня усвоения материала.