Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Таксономические единицы (категории) растений: Каждая система классификации состоит из определённых соподчиненных друг другу...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Марксистская теория происхождения государства: По мнению Маркса и Энгельса, в основе развития общества, происходящих в нем изменений лежит...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Аура как энергетическое поле: многослойную ауру человека можно представить себе подобным...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Дисциплины:
2021-04-18 | 107 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Рис. 5. Принципиальная схема рабочей установки: ВСА – источник постоянного тока (выпрямитель);
R – реостат; П – переключатель; Т – тангенс-гальванометр; mA – миллиамперметр
Основу установки составляет тангенс-гальванометр, представляющий собой плоскую вертикальную катушку, в центре которой помещена магнитная стрелка, способная вращаться вокруг вертикальной оси (рис. 7).
Магнитное поле Земли практически совпадает с полем гипотетического стержнеобразного магнита, помещенного в центре земного шара и наклонённого к оси вращения примерно на 12° (рис. 6).
В первом приближении силовые линии магнитного поля земного шара имеют вид, показанный на рис. 6, при этом у северного географического полюса находится южный магнитный полюс и наоборот. Геомагнитные полюса отстоят от географических на расстояние около 1200 км, причём с течением времени их положение несколько изменяется.
Рис. 6. Силовые линии магнитного поля Земли; γ магнитное наклонение
Природа земного магнетизма ещё до конца не выявлена, но установлено, что магнетизм Земли связан с процессами, проходящими в недрах самой планеты, например, с электрическими токами, циркулирующими внутри Земли.
Магнитное поле Земли защищает живую природу планеты от бомбардировки космическими частицами, образуя из них радиационные пояса. С магнетизмом Земли связаны также полярные сияния и др. явления, происходящие в околоземном пространстве.
Основными характеристиками магнитного поля Земли являются вектор магнитной индукции , который можно разложить на горизонтальную ()и вертикальную ()составляющие (рис. 6), а также магнитное склонение и магнитное наклонение.
Магнитным наклонением называется угол между вектором индукции магнитного поля Земли и горизонтальной плоскостью (рис. 6). На экваторе магнитное наклонение равно 0°, а на полюсах ±90°. Магнитное склонение это угол между географическим и магнитным меридианами в данной области земного шара.
|
Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли с помощью тангенс-гальванометра основано на следующих соображениях.
Если плоскость катушки совпадает с плоскостью магнитного меридиана, то при отсутствии тока в катушке магнитная стрелка располагается в направлении магнитного меридиана и угол α равен 0°(рис. 7).
Рис. 7. Схема тангенс-гальванометра: SN - направление магнитного меридиана Земли; – вектор горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли; I – ток в катушке тангенс-гальванометра; – вектор индукции магнитного поля катушки с током; – вектор индукции результирующего магнитного поля.
Из схемы, показанной на рис. 7, следует, что
,
откуда
. | (11) |
По формуле (8) индукция магнитного поля катушки радиусом R, с N витками и током I
. | (12) |
Подставив формулу (12) в отношение (11), получим
. | (13) |
Измерив угол α и силу тока I и зная радиус катушки R и число витков в ней N, можно по формуле (13) определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли, которая для данной географической широты будет величиной постоянной.
Уравнение (13) можно представить в таком виде:
. | (14) |
Величина
. | (15) |
называется постоянной тангенс-гальванометра. С учётом этой замены соотношение (14) принимает вид
. | (16) |
Таким образом, величина тока изменяется пропорционально тангенсу угла отклонения магнитной стрелки, поэтому рассматриваемый прибор и называется тангенс-гальванометром. Знание постоянной прибора C позволяет использовать тангенс-гальванометр в качестве амперметра.
Программа работы
1. Измерить углы отклонения магнитной стрелки при различных значениях силы тока в катушке.
|
2. Рассчитать горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.
3. Определить постоянную тангенс-гальванометра.
Порядок работы
1. Подключить тангенс-гальванометр к соответствующим клеммам установки, предварительно установив ручку переключателя в вертикальное положение (цепь разомкнута) и выведя движок реостата в крайнее левое положение.
2. Установить плоскость катушки в плоскости магнитного меридиана, поворачивая тангенс-гальванометр до тех пор, пока конец магнитной стрелки не установится 0°.
3. Замкнуть цепь переключателем П.
4. Установить, перемещая движок реостата, ток в катушке 20 мА.
5. Определить по круговой шкале тангенс-гальванометра угол α 1, соответствующий равновесному положению магнитной стрелки.
6. Изменить переключателем П направление тока в катушке.
7. Определить угол отклонения магнитной стрелки α 2, соответствующий другому направлению тока в катушке.
8. Рассчитать средний угол отклонения магнитной стрелки .
9. Вычислить по формуле (13) значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли .
10. Определить по формуле (15) постоянную тангенс-гальванометра.
11. Рассчитать абсолютную и относительную погрешности измерений и записать окончательный результат.
12. Повторить действия, описанные в п.п. 4-11, при других значения силы тока в катушке.
13. Сравнить полученные результаты и сделать выводы.
Контрольные вопросы
1..Что представляет собой магнитное поле?
2. Каковы источники магнитного поля?
3. Запишите определение силовой характеристики магнитного поля (вектора магнитной индукции).
4. В каких единицах системы СИ измеряется магнитная индукция?
5. Что называется силовой линией магнитного поля?
6. Как выглядит картина силовых линий магнитного поля:
а) прямого тока;
б) полосового магнита;
в) Земли?
7. Как формулируется закон Био-Савара-Лапласа?
8. Запишите формулу, определяющую:
А) силу Ампера;
Б)силу Лоренца;
В)закон Био-Савара-Лапласа;
Г) индукции магнитного поля прямого тока на расстоянии r от него.
9. Как определяется направление силы Лоренца?
10. Как определяется направление силы Ампера?
|
|
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
© 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!