Obiectiv: determinarea componentei orizontale a câmpului magnetic
Instrumente și accesorii: tangenta-galvanometru, sursa de alimentare,
ampermetru, reostat, dublu-pol comutator.
Câmpul magnetic se produce numai în jurul valorii de sarcini electrice în mișcare, de exemplu, în jurul conductorului. Caracteristica principală a câmpului magnetic este vectorul de inducție magnetică.
Pentru a determina vectorul de inducție magnetică poate utiliza legea Ampere: puterea actuală a conductorului segment și lungimea I # 8467;. într-un câmp magnetic omogen, cu o forță F. modul de inducție, care este
unde # 945; - unghiul dintre vector și un conductor.
Direcția forței este determinată de regula din stânga (Figura 1).
Astfel, vectorul inducție magnetică este o caracteristică de putere a câmpului magnetic și este numeric egală cu forța exercitată de câmp asupra unității lungimea conductorului prin care curge o unitate de alimentare de curent electric și care este perpendicular pe direcția câmpului magnetic.
tesla (T) - Aceasta implică semnificația fizică a unităților din inducției magnetice SI.
Tesla - un câmp magnetic de inducție, care acționează asupra conductorului cu un curent de 1 A și 1 m lungime, dispuse perpendicular pe câmp, cu o forță de 1 N.
Pentru direcția vectorului este luată direcția în care instalați polul nord al acului magnetic.
Pentru claritate, câmpul magnetic este convenabil reprezentat prin intermediul liniilor electrice.
linie forță magnetică este o linie tangentă la un punct de-a lungul vectorului la fiecare punct.
În studierea câmpurilor magnetice, este convenabil să se introducă în considerare în afară de inducție un alt vector de valoare estimată, numit câmp magnetic. ecuație vectorială asociată:
unde # 956; 0 - magnetic constant, # 956; - relativ magnetic Prony-permitivitatea.
Vector - un vector ajutor care nu are nici o semnificație fizică profundă. Cu toate acestea, în multe cazuri, se simplifică foarte mult studiul câmpului magnetic în magnetism și rezumă unele dintre cele mai importante legi, în cazul unui câmp neomogen.
Legea, prin care un câmp magnetic este descris de DC, este cunoscută ca legea Biot - Savart - Laplace.
Această lege se citește după cum urmează: câmpul magnetic creat de un element de curent la o distanță de acesta, este invers proporțională cu pătratul distanței și este direct proporțională cu mărimea elementului curent și sinusul unghiului # 945; și între vectori (Fig. 2), r. f.
O expresie similară poate fi scrisă pentru intensitatea folosind ecuațiile (2) și (3):
Rețineți că inducerea depinde (în funcție de m), a proprietăților magnetice ale mediului, în timp ce de la # 956; independente.
Biot-Savart-Laplace este un electromagnetismul de bază, și este utilizat pe scară largă pentru calculul câmpurilor magnetice.
Ca exemplu, vom calcula intensitatea câmpului magnetic în centrul curentului circular. În acest caz, # 945; = 90 °, și eu, și r = R au valori constante pentru porțiunea d # 8467;. Prin urmare, în conformitate cu formula (4), intensitatea câmpului magnetic în centrul unui curent circular este:
Câmpul magnetic al Pământului
Pământul este un magnet imens mingea. În orice punct din spațiul din jurul Pământului și este detectată pe suprafața unei acțiuni câmp magnetic. Cu alte cuvinte, în spațiul din jurul Pământului, un câmp magnetic ale cărui linii de forță sunt prezentate în Fig. 4.
Teren - un magnet imens, din care polii se află în apropierea polilor geografici, în apropiere de polul sud este Polul Nord magnetic și N. în apropiere de nordul geografic C - sud magnetic S. Fig. 4 pentru comoditatea de polul sud geografic Yu descris mai sus.
Originea câmpului magnetic al Pământului până în prezent nu au fost încă elucidate. Conform domeniu recente ipoteze Pământ asociate cu curenții care circulă pe suprafața miezului Pământului, și parțial rocile magnetizare. precum și curenți și în centurile de radiatii.
Existența câmpului magnetic în orice punct al Pământului poate fi stabilită printr-un ac magnetic. Planul vertical în care se află o parte se numește planul meridianului magnetic.
Deoarece polii magnetici nu coincid cu geografice, săgeata va fi respinsă de meridianul geografic. Unghiul care se formează între meridianele geografice și magnetice numite declinației magnetice # 952;.
Direcția liniilor de câmp este, de asemenea, instalat cu ajutorul acului magnetic. În cazul în care atârna pe o săgeată cu fir, este setat în direcția tangenta la linia de forță. La latitudinile nordice (latitudine Vladikavkaz aproximativ 43 °) săgeți axă este înclinată față de orizontală și formează cu acesta un unghi, numit unghiul de înclinare # 945;. Din figură se vede că la ecuator săgeții este poziționată orizontal la polii magnetici - vertical, la alte puncte - la un anumit unghi față de orizont.
Magnitudinea proiecției câmpului magnetic al Pământului cu planul orizontal se numește o componentă orizontală a câmpului magnetic al Pământului Hg (Fig. 4, punctul K).
Pentru a determina componenta orizontală a câmpului magnetic al Pământului în lucrarea noastră utilizează tangenta-galvanometru.
Reprezintă vertical bobina plat raza R. cu un număr de rotații n. Magnitudinea raza R și numărul n de spire ale bobinei sunt pe tangente-galvanometru.
Centrul bobina busolei este situată într-un plan orizontal. acul busolei magnetice în absența curentului în bobina va fi amplasat în meridianul magnetic al Pământului.
Rotiți bobina în jurul axei verticale poate atinge planul de aliniere al bobinei cu planul meridian magnetic. Dacă după această mosorul trece un curent prin ea, acul magnetic este rotit cu un anumit unghi j. Acest lucru se explică prin faptul că magnetic
săgeată va opera două câmpuri: un vector al componentei orizontale a vectorului câmpului magnetic terestru și câmpul magnetic al bobinei generat curent (Figura 5).
Sub influența acestor câmpuri magnetice săgeată ia o poziție de echilibru, în care rezultanta celor două câmpuri vor coincide cu o linie de legătură săgeți pol.
Astfel, vectorul coincide cu planul bobinei, iar vectorul dirijat perpendicular pe planul bobinelor. Fig. 5, care