Краткие теоретические сведения. Тема: Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

Тема: Определение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

Лабораторная работа № X

Для специальности. Все инженерные специальности.

Цель работы. Ознакомиться с элементами земного магнетизма, ознакомится с работой тангенс-гальванометра, определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

Оборудование: тангенс-гальванометр, амперметр, реостат (магазин сопротивлений), источник постоянного тока, ключ.

В данной работе индикатором магнитного поля является магнитная стрелка. В магнитном поле стрелка устанавливается в направлении силовых линий поля. Если магнитную стрелку отклонить от направления силовых линий поля на угол φ, то на нее будет действовать вращающий момент, стремящийся вернуть стрелку в исходное направление. Механический момент стрелки зависит от угла ее отклонения (φ, град), индукции магнитного поля (В, Тл) и от магнитного момента стрелки (Р_m):

где Н – напряженность магнитного поля, μо – магнитная проницаемость

Для определения величины горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли () используют прибор тангенс-гальванометр, состоящий из нескольких круговых витков, в центре которых расположена небольшая магнитная стрелка. Так как магнитная стрелка может вращаться только в горизонтальной плоскости, то механический момент, действующий на магнитную стрелку, будет зависеть только от горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли: В = μ_оּμּН. Где – μ_о -абсолютная магнитная проницаемость вакуума; μ -магнитная проницаемость (В\Н). В нашем случае .

В

В В

В работе используется метод скрещенных полей – магнитного поля Земли и магнитного поля, создаваемого круговым током. В этом случае на магнитную стрелку действует два механических момента М₁ и М₂:

,

где В_з – горизонтальная составляющая вектора индукции магнитного поля Земли, В_т – индукция, возникающая в центре кругового тока.

Механические моменты, действующие на стрелку, стремятся повернуть ее в двух противоположных направлениях, стрелка уравновесится, если оба момента будут равны:

.

Откуда следует:

Напряженность магнитного поля в центре кругового тока равна:

,

где n – число витков; 2R – диаметр витков; I - сила тока.

На основании выражений и можно получить формулу для вычисления горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли:

.

Собрать схему как указано на рис. При подключении тангент-гальванометра надо удалить его как можно дальше от амперметра, содержащего постоянный магнит и других приборов, содержащих ферромагнитные вещества.

ТГ

МС А

Ключ

Е

Рис. Схема установки

Дата добавления: 2015-07-02