Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Выпускная квалификационная работа: Основная часть ВКР, как правило, состоит из двух-трех глав, каждая из которых, в свою очередь...
Интересное:
Что нужно делать при лейкемии: Прежде всего, необходимо выяснить, не страдаете ли вы каким-либо душевным недугом...
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Дисциплины:
2017-11-17 | 262 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЪНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
Цель работы: Изучить принцип суперпозиции магнитных полей на примере определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
Приборы и принадлежности: Источник постоянного тока (G4), тангенс-гальванометр {тг), амперметр(А), переключатель (S2), реостат (R 14).
Теоретическое введение
Земля представляет собой огромный магнит, который в окружающем Землю пространстве создаст магнитное поле. Магнитные полюсы Земли не совпадают с географическими полюсами и со временем изменяют свое положение. Вектор индукции магнитного поля в Земли на экваторе направлен горизонтально, у магнитных полюсов Земли - вертикально и всюду в других местах- под некоторым углом кгоризонтальной плоскости. Направление вектора магнитной индукции поля Земли можно определить с помощью магнитной стрелки NS, подвешенной на тонкой нити (рисунок 1). Магнитная стрелка устанавливается по направлению вектора . Вертикальная плоскость, в которой установится стрелка, называется плоскостью магнитного меридиана. Так как магнитные полюса не совпадают с географическими, то стрелка будет отклонена от географического меридиана на некоторый угол α, который называют магнитным склонение. На рисунке 1 угол магнитного склонения представлен как угол между плоскостями магнитного и географического меридианов. Угол, который образует магнитная стрелка с горизонтальной линией, лежащей в плоскости магнитного меридиана называют магнитным наклонением .
Рисунок 1 Рисунок 2
А- плоскость географического меридиана Для случая, когда плоскость,
В- плоскость магнитного меридиана. магнитного меридиана совпа-
|
дает с плоскостью ZOY.
Вектор индукции магнитного поля Земли можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную (рисунок 2). Величины , , - называют элементами земного магнетизма.
Если магнитная стрелка может вращаться только вокруг вертикальной оси, то она будет устанавливаться лишь под действием . Это свойство используется для определения величины , с помощью специального прибора называемого тангенс-гальванометром.
Тангенс-гальванометр представляет собой плоский вертикальный виток радиуса R, в центре которого в горизонтальной плоскости расположена магнитная стрелка, способная вращаться только вокруг вертикальной оси (рисунок 3а). Выберем прямоугольную систему координат таким образом, чтобы плоскость витка совпадала с плоскостью ZOY, лежащей в плоскости магнитного меридиана, а магнитная стрелка NS вращалась вокруг вертикальной оси, помещенной в точке О, при этом плоскость вращения магнитной стрелки совпадает с плоскостью XYZ. При отсутствии тока в витке стрелка устанавливается в плоскости магнитного меридиана ZOY. При пропускании тока по витку в центре его возникает магнитное поле, величину индукции которого можно определить, используя закон Био-Савара- Лапласа общем виде:
, (1)
где L - длина проводника произвольной формы, r - расстояние от точки пространства, где определяется поле dB до элемента проводника dL создающего это поле, I - ток проводника, - угол между направлениями тока I и радиуса вектора r, μ - относительная магнитная проницаемость среды (для воздуха μ=1), μ - магнитная постоянная равная 4π10-7 Г/м.
Рисунок 3а Рисунок 3б
Дня случая кругового тока = 90о, r = R (где R - радиус витка) имеют постоянные значения для всех участков dL (рисунок 3 б). Длина проводника в этом случае L = 2πR. Поэтому, в соответствии с формулой (1) индукция магнитного поля В в центре кругового тока равна:
. (2)
Под действием индукции магнитная стрелка повернется на некоторый угол φ, устанавливаясь в направлении равнодействующей индукции двух полей и рисунок 4. Из рисунка 4 видно, что
|
или ,
подставляя в это уравнение значение , из уравнения (2) получим:
. (3)
Зная величины тока I и угла φ можно определить значение . Если вместо одного витка с током I взять короткую катушку, состоящую из n витков, то величина , будет в n раз больше
|
где R=100 мм - радиус, n = 10 - число витков.
Порядок выполнения работы
1.Собрать рабочую схему.
2.Проверить тангенс-гальванометр, установить плоскость катушки тангенс - гальванометра в плоскости магнитного меридиана, при этом один конец магнитной стрелки совпадает с 0о на круговой шкале компаса.
3.Включают постоянный ток и ставят ползунок реостата так, чтобы стрелка компаса показывала Хо и записывают значение силы тока I1. Не меняя величину угла, переключателем меняют направление тока и измеряют величину тока I2.
4.Аналогично проделать опыты при двух различных углах.
5.По формуле (4) найти величину горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли для всех случаев и найти среднее.
6.Результаты измерений записать в таблицу.
7.Определить абсолютную и относительную погрешности.
8.Из формулы , определить горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.
Рабочая схема
Таблица измерений
№ п/п | I1 (А) | I2 (А) | Iср (А) | tg | Br (Тл) | Hr | E % | ||
Ср. |
Контрольные вопросы
1. Магнитное поле, условие его возникновения. Магнитная индукция. Напряженность магнитного поля. Связь между ними.
2. Закон Био-Савара-Лапласа в дифференциальном виде.
3. Вывести формулу индукции магнитного поля в центре кругового тока. Показать направление вектора индукции.
4.Дать понятия элементов земного магнетизма.
5.Указать факторы, влияющие на величину индукции магнитного поля Земли.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
|
|
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!