Scopul lucrării. determină componenta orizontală a inducției câmpului magnetic al Pământului.
Echipament: tangent-galvanometru, sursă de curent, comutator, ampermetru.
Câmpul magnetic - este o formă de materie, care se găsește pe acțiunea magneți, pe conductori de curent, care exercită sarcinile electrice care se deplasează în particule elementare care au un moment magnetic. În schimb, sursa câmpului magnetic poate fi magneți permanenți, conductoare cu curent electric, încărcături în mișcare.
Caracteristica de putere este un vector de câmp magnetic al inducției magnetic B. Prin definiție, câmpul magnetic egal cu raportul dintre forțele de torsiune care acționează asupra unui ac magnetic sau un cadru de curent, la momentul lor magnetic; sau, în conformitate cu legea lui Ampere ca raportul dintre forța maximă care acționează asupra conductorului la curentul de alimentare și lungimea conductorului :.
Câmpul magnetic este reprezentat de linii de forță. Aceasta este linia tangentă la care coincide cu vectorul de inducție. Liniile de forță sunt întotdeauna închise, ceea ce se datorează faptului că în natură, spre deosebire de cele electrice, nu există încărcături magnetice.
Calculul teoretic al inducției câmpului magnetic al conductorilor de orice formă se bazează pe aplicarea principiului suprapunerii și a legii Bio-Savart-Laplace pentru un element conductor cu lungimea dl. pe care curentul curge prin forță J:
Acolo m - permeabilitatea magnetică relativă a mediului, - magnetic constant, r - vectorul raza conductorului în elementul dl la punctul de observație, a - unghiul dintre elementul și dl r vector raza (Figura 1).
Direcția vectorului dB poate fi determinată de regula burghiului. Dacă răsuciți gaura în direcția curentului în conductă, atunci direcția de mișcare a capătului mânerului forajului în punctul de observare va arăta direcția vectorului de inducție al câmpului magnetic (figura 1).
Să determinăm, folosind legea Bio-Savar-Laplace, inducerea unui câmp magnetic în centrul unei bobine de rază R. Cu curentul J (figura 2). Alegem un element de bobină cu lungime scurtă dl. Vectorul dl este direcționat tangențial la rândul său în direcția curentului, păcatul # 945; = 1. Vectorul de inducție al elementului de întoarcere dB, conform regulii forajului, este direcționat în sus de-a lungul axei rândului. Vor fi îndreptate și vectorii de inducție a altor elemente. Aceasta este, inducția bobinei este egală cu suma inducțiilor elementelor, adică integralului:
Câmpul magnetic al Pământului, conform uneia dintre ipoteze, se datorează curenților electrici din fluxul convectiv al magmei, care dobândește o sarcină datorată frecării. Liniile magnetice ale câmpului ies din polul magnetic nordic situat în Antarctica și intră în polul magnetic sudic din Arctica. Lângă suprafața Pământului din emisfera nordică liniile forței sunt înclinate. Vectorul de inducție a câmpului magnetic poate fi descompus în două componente: vertical și orizontal. Un ac magnetic care se poate roti numai în plan orizontal este setat de-a lungul componentei orizontale a inducției câmpului, la capătul de nord spre nord.
Una dintre metodele de măsurare experimentală a inducției câmpului magnetic al Pământului este metoda de comparare cu inducția cunoscută a câmpului magnetic al unei bobine cu un curent. Bobina este o serie de fire de sârmă, în centrul cărora este o busolă. Un astfel de dispozitiv este numit galvanometru tangent (figura 3). Dacă planul răsucirilor coincide cu planul meridianului magnetic al Pământului, atunci acul magnetic va fi localizat în planul bobinei. Dacă porniți curentul electric în bobină, va apărea câmpul magnetic al bobinei. Inducția câmpului magnetic al bobinei Cilindrul este perpendicular pe planul înclinărilor, ceea ce înseamnă că este perpendicular pe componenta orizontală a inducției câmpului magnetic al Pământului. Acul magnetic se va întoarce în direcția inducției rezultante a ambelor câmpuri cu un unghi a. Tangenta unghiului de rotație este egală cu raportul dintre picioarele triunghiului vectorilor:
Deoarece inducerea câmpului magnetic al bobinei poate fi calculată din formula (3), înmulțind-o cu numărul de rotații, componenta orizontală a câmpului magnetic al pământului poate fi determinată prin formula
Într-o instalație de laborator, bobina este conectată la o sursă de tensiune DC. Curentul este controlat de reostatul R și este măsurat cu ajutorul unui ampermetru. Direcția curentului este modificată de o cheie. O busolă este instalată în centrul bobinei. Unghiul deflecției săgeții este măsurat prin scara busolă.
1. Instalați bobina tangent-galvanometrică în planul meridianului magnetic, adică planul răsucirilor trebuie să fie vertical și să coincidă cu direcția spre nord. În același timp, partea de nord a acului busolei ar trebui să prezinte 0 ° și 360 ° pe scală.
2. Numără numărul de viraje. Măsurați raza rasucirilor. Rezultatele sunt scrise în tabel. 1.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: