Составители:
Рубрика:
4
3. Описание установки
Установка для изучения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли представляет собой плоскую
вертикальную катушку радиуса R с некоторым числом витков n . Величина радиуса катушки и число витков
указаны на установке.
В центре катушки в горизонтальной плоскости расположен компас. Магнитная стрелка компаса при отсутствии
тока в катушке будет расположена по магнитному
меридиану Земли.
Поворотом катушки около вертикальной оси можно добиться совмещения плоскости катушки с плоскостью
магнитного меридиана.
Если после такой установки катушки по ней пропустить ток, то магнитная стрелка повернется на некоторый угол α
. Объясняется это тем, что на магнитную стрелку будут действовать два поля: первое - . горизонтальная составляющая
напряженности поля
Земли Н
3
и второе - созданное током - Н
1
(рис. 3).
Под действием этих полей магнитная стрелка займет такое положение равновесия, при котором равнодействующая
двух полой будет совпадать с линией, соединяющей полюса стрелки. На рис. 3 NS направление магнитного меридиана
Земли; А и В сечения витка катушек. горизонтальной плоскостью; N
1
S
1
- магнитная стрелка компаса, помещенная в
центре катушки; Н
3
- вектор горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли; H
1
- вектор
напряженности магнитного поля, созданного током в катушке (определяется по правилу буравчика).
Обратите внимание на расположение магнитных силовых линий вокруг проводника с током; в точке А ток идет на
нас (показан точкой), в точке В ток идет от нас (показан крестиком). Магнитное поле тока (вектор Н
1
), направлено
перпендикулярно плоскости витков.
Из рис. 3 видно, что tgα=
3
1
Η
Η
(5)
Величина напряженности поля Н
1
, созданного током в центре одного витка, вычисляется по закону Био-Савара-
Лапласа для случая кругового тока по формуле:
R
2
1
Ι
=Η (6)
где I - ток, текущий в витке, R - радиус витка катушки.
Напряженность магнитного поля в катушке с числом витков n вычисляется по формуле:
A
E
S
N
B
H
1
N
1
H
α
α
3
H
1
S
Рис . 3
3. Описание установки
Установка для изучения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли представляет собой плоскую
вертикальную катушку радиуса R с некоторым числом витков n . Величина радиуса катушки и число витков
указаны на установке.
В центре катушки в горизонтальной плоскости расположен компас. Магнитная стрелка компаса при отсутствии
тока в катушке будет расположена по магнитному меридиану Земли.
Поворотом катушки около вертикальной оси можно добиться совмещения плоскости катушки с плоскостью
магнитного меридиана.
A
H3 H
N N1
α
α
S
E
H1
S1
B
Рис . 3
Если после такой установки катушки по ней пропустить ток, то магнитная стрелка повернется на некоторый угол α
. Объясняется это тем, что на магнитную стрелку будут действовать два поля: первое - . горизонтальная составляющая
напряженности поля Земли Н3 и второе - созданное током - Н1 (рис. 3).
Под действием этих полей магнитная стрелка займет такое положение равновесия, при котором равнодействующая
двух полой будет совпадать с линией, соединяющей полюса стрелки. На рис. 3 NS направление магнитного меридиана
Земли; А и В сечения витка катушек. горизонтальной плоскостью; N1S1 - магнитная стрелка компаса, помещенная в
центре катушки; Н3 - вектор горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли; H1 - вектор
напряженности магнитного поля, созданного током в катушке (определяется по правилу буравчика).
Обратите внимание на расположение магнитных силовых линий вокруг проводника с током; в точке А ток идет на
нас (показан точкой), в точке В ток идет от нас (показан крестиком). Магнитное поле тока (вектор Н 1), направлено
перпендикулярно плоскости витков.
Η
Из рис. 3 видно, что tgα= 1 (5)
Η3
Величина напряженности поля Н1, созданного током в центре одного витка, вычисляется по закону Био-Савара-
Лапласа для случая кругового тока по формуле:
Ι
Η1 = (6)
2R
где I - ток, текущий в витке, R - радиус витка катушки.
Напряженность магнитного поля в катушке с числом витков n вычисляется по формуле:
4
