![]() Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
Принадлежности: тангенс-гальванометр, источник постоянного тока, миллиамперметр, реостат, переключатель, соединительные провода. Краткая теория. Опыты Ампера и Эрстеда(1820 г.) показали, что вблизи проводника с током существует поле. Ориентирующее действие проводника с током на магнитную стрелку (магнитная стрелка изменяет свое положение вблизи расположенного рядом проводника, если по нему течет электрический ток) определило название поля – поле назвали магнитным. Опытным путем было установлено, что вокруг всякого движущегося заряда помимо электрического поля, существует также и магнитное поле. Электрическое поле действует как на неподвижные, так и на движущиеся в нем электрические заряды, магнитное поле действует только на движущиеся в этом поле электрические заряды. Основной характеристикой магнитного поля является магнитная индукция Для графического изображения магнитного поля используются линии магнитной индукции. Линиями магнитной индукции называются кривые, касательные к которым в каждой точке совпадают с направлением вектора
Направление линий индукции магнитного поля определяется по правилу буравчика (по правилу правого винта): если ввинчивать буравчик по направлению движения тока в проводнике, то направление движения его рукоятки укажет направление линий магнитной индукции (вспомним, что силовые линии электростатического поля разомкнуты: они начинаются на положительных зарядах и оканчиваются на отрицательных). Исследуя магнитные поля, созданные токами различной формы, Био и Савар обнаружили, что во всех случаях магнитная индукция по величине пропорциональна силе тока Поле, созданное элементом тока
где Таким образом, движущиеся заряды (токи) меняют свойства окружающего пространства: создают в нем магнитное поле. Главное свойство магнитного поля состоит в том, что оно действует с определенной силой на находящийся в нем проводник с током. Эксперименты позволили установить закон взаимодействия токов: сила Можно провести аналогию между электростатическим и магнитным полями. Электростатическое поле действует на помещенный в него точечный электрический заряд
Здесь
Выражение (3) представляет собой общий вид закона Ампера. Используя закон Био–Савара–Лапласа (1), можно рассчитать магнитное поле. Рассмотрим наиболее простые из задач. 1. Магнитное поле в центре кругового тока. В центре кругового витка радиусом
Поскольку все векторы
2. Магнитное поле прямого тока. Запишем модуль выражения (1) для поля, создаваемого элементом тока
где
Из сравнения двух малых треугольников (рис. 3) видно, что катет
Из большого треугольника (с углом
Подставив (7) и (8) в (6), получим выражение для
Проводник с током считается бесконечно длинным, поэтому угол Интегрирование (9) дает окончательную формулу для расчета поля:
Элементы земного магнетизма. Опыты показывают, что в целом Земля представляет собой огромный шаровой магнит, создающий в окружающем пространстве магнитное поле. Магнитное поле Земли на экваторе направлено горизонтально (рис. 4, точка
Существование магнитного поля в любой точке Земли можно установить с помощью магнитной стрелки. Если подвесить магнитную стрелку на нити, совместив точку подвеса с центром тяжести, стрелка установится по касательной к направлению силовой линии магнитного поля Земли. В северном полушарии южный конец стрелки будет наклонен к Земле и стрелка составит с горизонтом угол наклонения Вектор напряженности магнитного поля Земли Принцип действия тангенс–гальванометра состоит в следующем. Имеется круговой проводник из Из построения видно, что
где Зная напряженность магнитного поля в центре катушки тангенс–гальванометра
где число витков
|