![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Теоретичні відомості. Визначення постійної тангенс-бусолі і горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі
Лабораторна робота №207
Визначення постійної тангенс-бусолі і горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі
Мета роботи: вивчити принцип роботи тангенс-бусолі; визначити горизонтальну складову Прилади та обладнання: тангенс-бусоль, джерело струму, перемикач, міліамперметр, реостат із ковзним контактом, з’єднувальні проводи, лінійка з міліметровими поділками.
Теоретичні відомості
Земля являє собою великий магніт /рис. 207.1./, полюси якого лежать поблизу географічних полюсів. Біля північного географічного полюсу розташований південний магнітний полюс S, а поблизу південного – північний магнітний полюс N.
Рис. 207.1
З останніх гіпотез відомо, що поле Землі пов’язано із струмами, які циркулюють на поверхні ядра Землі, а також із намагніченістю порід поверхні Землі і струмами в радіаційних поясах. Магнітне поле Землі на екваторі має горизонтальний напрям, а на магнітних полюсах – вертикальний. В інших точках земної поверхні магнітне поле Землі напрямлене під кутом до поверхні. Величина проекції напруженості земного магнітного поля Н на горизонтальну площину називається горизонтальною складовою магнітного поля Землі Н3. Напрям Н3 приймається за напрям магнітного меридіана, а вертикальна площина, яка проходить через Н3, називається площиною магнітного меридіана. Кут між напрямом магнітного поля Землі і горизонтальною площиною називається кутом нахилення, а кут між географічним і магнітним меридіанами – кутом схилення. Магнітна стрілка, яка може обертатися тільки навколо вертикальної осі, встановлюється в площині магнітного меридіана під дією горизонтальної складової магнітного поля Землі Н3. Ця властивість використовується в тангенс-бусолі, який являє собою вертикально розташовану котушку з магнітною стрілкою в її центрі. Якщо площину котушки установити в площині магнітного меридіану, а потім через котушку пропустити електричний струм, то на магнітну стрілку діятиме результуюче магнітне поле: горизонтальна складова магнітного поля Землі
Рис. 207.2
Тому магнітна стрілка встановиться в напрямі результуючої напруженості
Напруженість магнітного поля в центрі кругового струму з n витків обчислюється за законом Біо-Савара-Лапласа:
де
Отже, сумарна напруженість магнітного поля від усіх елементів кола із струмом:
Для N витків:
де I – сила струму, що проходить по витках; R – радіус кругового провідника зі струмом. Через те що горизонтальна складова напруженості магнітного поля Землі в даному місці постійна величина, кут відхилення стрілки залежить від напруженості поля кругового струму. За певного значення струму в витку магнітна стрілка встановлюється в рівновазі. Підставивши значення
Таким чином, тангенс кута відхилення магнітної стрілки пропорційний струму в тангенс – бусолі:
Величина
Із формули для постійної тангенс – бусолі знаходимо напруженість магнітного поля Землі:
Рис. 207.3
|