Activitatea de laborator №1
Determinarea componentei orizontale a inducției câmpului magnetic terestru
1. Introducere în determinarea Pământului metoda de inducție câmp magnetic tangent-galvanometru.
2. Determinarea componentei orizontale a inducției câmpului magnetic al Pământului
Aparate și accesorii
2. Sursa de tensiune de CC.
Curentul electric creează în spațiul din jurul unui câmp magnetic. Câmpul magnetic este spațiul din jurul sarcinii electrice în mișcare. Câmpul magnetic este caracterizat printr-un număr de proprietăți fizice, și una dintre principalele sale caracteristici este vectorul de inducție. câmp magnetic Vector este o mărime fizică care este numeric egală cu cuplul maxim exercitat de câmpul magnetic pe sonda de curent cu un moment magnetic unic:
Vector inducției câmpului magnetic creat de un element conductor de curent o forță poate fi calculată pe baza legii Biot - Savart - Laplace:
unde - constant magnetic, egal,
- permeabilitatea mediului,
- distanța de lungimea elementului conductor la câmpul magnetic al punctului,
- și unghiul dintre vectori.
Conform Biot - Savart - Laplace calculate valorile de inducere a câmpurilor magnetice. generate conductori de formă diferită în timpul trecerii prin ele a curentului de intensitate variabilă. In mod specific, inducția magnetică în centrul razei curentului circular și puterea curentului este determinată de formula:
Pământul nostru este un magnet uriaș. Spațiul din jurul câmpului magnetic al Pământului există, a cărui origine nu a fost încă elucidat. Liniile de circuit ale vectorului câmpului magnetic al Pământului este prezentat în Figura 1 de inducție. Polul Sud magnetic este situat în apropiere de nord N. polul geografic
La fiecare punct de pe suprafața vectorului câmp magnetic terestru are o anumită magnitudine și direcție care sunt determinate de trei elemente ale magnetism terestru:
- componenta orizontală a vectorul r de inducție;
- declinație (unghiul dintre r și meridianul geografic plan);
- înclinare (unghiul dintre vectorul inducție și planul orizontal).
Inducerea terestru câmpului magnetic H poate fi reprezentat ca suma orizontală și verticală în componente grame:
Cunoscând unghiul de înclinare și măsurarea componentei orizontale g poate determina valoarea câmpului magnetic de inducție în orice punct de pe suprafața Pământului.
Metoda de instalare și de măsurare
Pentru a determina componenta orizontală a câmpului magnetic de inducție al Pământului în această lucrare folosește o metodă bazată pe utilizarea galvanometru-tangenta. Tangenta-galvanometru constă dintr-o bobină plană verticală, care este plasat în centrul acului magnetic. Săgeata poate fi rotit doar în jurul unei axe verticale. La acest punct al acului magnetic liber Pământ sub acțiunea componentei orizontale a câmpului magnetic de inducție este setat pe planul meridian magnetic. Dacă săgeata pentru a acționa un câmp magnetic produs de bobina plat vertical cu un galvanometru curent tangent al cărui plan este situată în planul meridian magnetic, sub efectul câmpului magnetic al bobinei se va schimba orientarea inițială și situată la un unghi față de planul meridian magnetic. Acest aranjament al acului sub acțiunea a două câmpuri magnetice perpendiculare între ele, se arată în figura 2. In actele ac magnetic, pe de o parte, cuplul r generat de componenta orizontală a câmpului magnetic de inducție g pământ, pe de altă parte, - cuplul generat de câmpul magnetic al bobinei cu un curent. Ultima tinde săgeata poziționată perpendicular avionul se transformă și cuplul r tinde să se întoarcă în planul bobinelor și deci în planul meridianului magnetic.
Ca rezultat al ambelor capete ale câmpurilor de ac perpendicular cu inducții săgeată r și este stabilit în direcția rezultante p. Fig. 2 NS desemnează direcția de meridianul magnetic al Pământului și C - secțiunea transversală a bobinei inelare a planului orizontal al bobinei plate (vedere de sus). Figura arată că
Magnitudinea câmpului magnetic de inducție generat de curentul din centrul bobinei este calculat în conformitate cu formula (3) în funcție de numărul de spire N și aerul:
Substituind (5) în (4) obținem
Această formulă este utilizată în determinarea componentei orizontale a câmpului magnetic al Pământului.
Conform expresiei (6), pentru determinarea experimentală a g trebuie să scară mai tangente galvanometru determină unghiul de deviere a acului la o intensitate de curent prestabilită în bobina dispozitivului. Pentru experimentul folosind instalația prezentată schematic în Fig.3.
Instalația include TG - tan-galvanometru A - ampermetru, P - key-colector, R - reostat, U - sursă de tensiune. La închiderea P-cheie pe bobine de role trece curent electric creează un câmp magnetic. La schimbarea curentului variază bobina de inducție magnetică este schimbat și poziția acului galvanometrului-tangentă.
Ordinea de performanță
1. Localizați tangent-galvanometru, astfel încât planul spirelor bobinei sale coincide cu direcția acului, adică cu planul meridianului magnetic. Săgeata indică pe scara tangentei-galvanometru ar trebui să fie zero.
2. Continuitatea cheie comutator P și printr-un amperaj set R reostat la care săgețile unghi de deviere este aproape de 30 °. Unghiul de plumb Countdown la ambele capete de săgeată () pentru a elimina erorile care pot fi cauzate de excentricitatea în vârful săgeții.
3. Fără schimbarea curentului și schimba direcția curentului prin comutatorul pentru a conta din nou n și unghiul de deviere al săgeții ()
4. Se repetă măsurarea unghiurilor săgeată deflexie, în timp ce alte șase, dar valori mari ale curentului, provocând o deviație în unghiurile sunt majorate cu 5 grade.
5. Deschideți tasta P.
Prelucrarea rezultatelor măsurătorilor
1. Pentru fiecare experiment prin formula
găsi valoarea medie a unghiului de deviere a săgeții la fiecare intensitate curent.
Rezultatele măsurătorilor fac la masa. 1.
2. Conform formulei (6) pentru fiecare curent pentru a calcula componenta orizontală a vectorul r al câmpului magnetic în punctul de pământ. Numărul de rotații N, iar raza bobinei R este indicat pe informațiile de instalare.
3. Se calculează valoarea medie a câmpului magnetic de inducție vectorul r cf. Pământului.
1. Definiți vectorul de inducție magnetică. Specificați o unitate de măsură.
2. Pentru a caracteriza elementele magnetism terestru.
3. Scrie o formula Biot - Savart - Laplace și să explice sensul unităților sale constitutive.
4. Pentru a explica aparatul și funcționarea galvanometru-tangenta.
5. Prin ce formulă se calculează câmpul magnetic de inducție generat de curentul prin bobina tangent-galvanometru.
6. Ce determină mărimea componentei orizontale a câmpului magnetic al Pământului?