Лабораторный практикум по электричеству и магнетизму. Ч. 4. Алейников Н.М - 10 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

10
некоторым углом α к географическому меридиану ЮС. Угол α называется маг -
нитным склонением . Вектор полной напряженности Н можно разложить на две
составляющие – горизонтальную Н
0
и вертикальную Н
В
.
Магнитное наклонение θ , магнитное склонение α и горизонтальная со-
ставляющая магнитной напряженности Н
0
являются элементами Земного маг -
нетизма. Значения этих величин позволяют определить величину и направление
магнитного поля Земли. Элементы Земного магнетизма изменяются с течением
времени. Известно, что магнитное поле Земли в древние времена значительно
отличалось от современного. Перемещение магнитных полюсов относительно
географических полюсов происходит и в настоящее время.
Методика работы
В работе измеряют горизонтальную составляющую напряженности маг -
нитного поля Земли при помощи тангенс-гальванометра. Тангенс-гальванометр
представляет круговой проводник, состоящий из n витков провода радиуса r ,
плотно прилегающих друг к другу и расположенных в вертикальной плоскости.
В центре витков помещена магнитная стрелка , свободно вращающаяся вокруг
вертикальной оси (компас).
Метод основан на принципе суперпозиции магнитных полей . Если
расположить круговой проводник тангенс-гальванометра в плоскости магнит -
ного меридиана и через проводник пропускать электрический ток I (рис.3), то
стрелка повернется на угол β (рис.4), определяемый двумя составляющими маг -
нитных полей – горизонтальной составляющей магнитного поля Земли Н
0
и
магнитного поля кругового тока Н
G
.
Напряженность магнитного поля в центре кругового тока
r
nI
H
G
2
=
.
Из рис.4 видно, что
βtg
H
H
G
=
0
, т.е.
βtgr
nI
H
2
0
=
(1).
При определении горизонтальной составляющей Н
0
измерения необходи-
мо проводить несколько раз с целью уменьшения случайной ошибки измерений .
Кроме того, измеренное значение Н
0
обязательно содержит неустранимую сис-
mA
R
tgG
источник
тока
2
2
0
В
Рис.3
Рис.4
β
H
H
G
o
Ю
С
I
                                        10
некотор ы м углом α к геогр аф ическому мер идиану Ю С . У гол α наз ы вается маг-
нитны м склонением. В ектор полной напр я ж енности Н мож но р аз лож ить на две
составля ю щ ие– гор из онтальную Н 0 и вер тикальную Н В .
       М агнитноенаклонениеθ, магнитноесклонениеα и гор из онтальная со-
ставля ю щ ая магнитной напр я ж енности Н 0 я вля ю тся элементами Земного маг-
нетиз ма. Значения этих величин поз воля ю т опр еделитьвеличину и напр авление
магнитного поля Земли. Элементы Земного магнетиз ма из меня ю тся с течением
вр емени. И з вестно, что магнитноеполеЗемли в др евниевр емена з начительно
отличалось от совр еменного. Пер емещ ениемагнитны х полю сов относительно
геогр аф ических полю сов пр оисх одит и в настоя щ еевр емя .

М етод ика работы
        В р аботеиз мер я ю т гор из онтальную составля ю щ ую напр я ж енности маг-
нитного поля Земли пр и помощ и тангенс-гальванометр а. Т ангенс-гальванометр
пр едставля ет кр уговой пр оводник, состоя щ ий из n витков пр овода р адиуса r,
плотно пр илегаю щ их др уг к др угу и р асполож енны х в вер тикальной плоскости.
В центр евитков помещ ена магнитная стр елка, свободно вр ащ аю щ ая ся вокр уг
вер тикальной оси (компас).
        М етод основан на пр инципе супер поз иции магнитны х полей. Е сли
р асполож ить кр уговой пр оводник тангенс-гальванометр а в плоскости магнит-
ного мер идиана и чер ез пр оводник пр опускать электр ический ток I (р ис.3), то
стр елка повер нется на угол β (р ис.4), опр еделя емы й двумя составля ю щ ими маг-
нитны х полей – гор из онтальной составля ю щ ей магнитного поля Земли Н 0 и
магнитного поля кр угового тока Н G.
                                                                    nI
Н апр я ж енностьмагнитного поля в центр екр угового тока HG = .
                                                                    2r
                             HG                            nI
И з р ис.4 видно, что H0 =        , т.е.            H0 =              (1).
                             tgβ                         2rtgβ

                                                                      С
                                                             Ho
                          mA
         источник                                   I             β               H
 220 В




           тока                        tgG
                          R                                           HG


                  Рис.3                         Ю                         Рис.4


      Пр и опр еделении гор из онтальной составля ю щ ей Н 0 из мер ения необх оди-
мо пр оводитьнесколько р аз сцелью уменьш ения случайной ош ибки из мер ений.
К р ометого, из мер енноез начениеН 0 обя з ательно содер ж ит неустр анимую сис-

Страницы