Кафедра общей и технической физики




Кафедра общей и технической физики

 

 

ФИЗИКА

Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

Лабораторная работа № 17

Методические указания к выполнению лабораторной работы по курсу физики для студентов технических специальностей

 

 

 

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ ИССЛЕДУЕМОГО ЯВЛЕНИЯ

Магнитное поле Земли возникает в результате процессов, происходящих в ее ядре. Северный магнитный полюс находится в Антарктиде в нескольких километрах от южного географического полюса, южный – вблизи северного географического полюса.

Так как магнитные и географические полюса Земли не совпадают, то магнитная стрелка указывает направление север-юг только приблизительно.

Вектор напряженности магнитного поля Земли лежит в плоскости Р магнитного меридиана данного места, которая перпендикулярна земной поверхности. Угол , на который вектор отклонен от горизонтального направления, называется углом магнитного наклонения (рис. 1). Проекции вектора на горизонтальное и вертикальное направление будут соответственно Н Г и Н В(горизонтальная и вертикальная составляющие поля). Из рис.1 можно записать следующие соотношения между элементами земного магнетизма

;

;

;

.

Рис. 1. Составляющие магнитного поля Земли

ПРИНЦИП МЕТОДА ИЗМЕРЕНИЙ И РАБОЧАЯ ФОРМУЛА

Для измерения горизонтальной составляющей земного магнетизма Н Г применяется тангенс-гальванометр. Этот прибор в простейшем виде представляет собой кольцевую обмотку, в центре которой помещена магнитная стрелка, способная вращаться в горизонтальной плоскости (компас). Перед началом измерений плоскость витков тангенс-гальванометра устанавливают в плоскости магнитного меридиана. В этом случае направление магнитной стрелки и её ось совпадают с плоскостью витков тангенс-гальванометра. При включении тока в цепи обмотки тангенс-гальванометра возникает новое магнитное поле, напряженность которого равна

,

где Г – горизонтальная составляющая магнитного поля Земли, а I – магнитное поле тока, текущего по рамке тангенс-гальванометра.

В результате магнитная стрелка установится по направлению (рис. 2а).

Как видно из рис. 2а, . Напряженность НI в центре кругового тока может быть подсчитана по теоретической формуле . Следовательно,

(2)

есть расчетная формула для горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

Рис. 2. Устройство тангенс-гальванометра и индуктора

ИЗМЕРЯЕМЫЙ ОБЪЕКТ

Измеряемым объектом является горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли.

ЛАБОРАТОРНАЯ УСТАНОВКА

Для измерения горизонтальной составляющей магнитного поля Н Г используется схема, показанная на рис. 2б. Сила тока в обмотке тангенс-гальванометра Т задается при помощи регулятора блока питания и измеряется амперметром. Переключатель П позволяет изменять направление тока в обмотке Т.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1. Поворотом подставки тангенс-гальванометра придать такое положение, чтобы плоскость обмотки совпадала с направлением магнитной стрелки.

2. При помощи регулятора блока питания выставить силу тока так, чтобы магнитная стрелка отклонилась на угол (рис. 2а), равный соответственно 20o, 30o, 40o 50o, 60o и 70o. Изменив направление тока и регулируя силу тока, добиться отклонения стрелки на эти же углы в другую сторону.

Данные записать в таблицу 1.

 

Таблица 1

20o 30o 40o
вправо влево вправо влево вправо влево
I (А)            
I ср      
     
(А/м)      

 

 

Продолжение табл. 1

50o 60o 70o
вправо влево вправо влево вправо влево
I (А)            
Iср      
     
(А/м)      


Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-05-16 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: