Meghatározása a vízszintes összetevője a mágneses mező a Föld-tangens galvanométer
Laboratóriumi munka № 1
MEGHATÁROZÁSA vízszintes összetevője a mágneses mező a Föld
Cél: annak meghatározása, vízszintes összetevője a Föld mágneses mezejének útján nevű eszközt tangens-galvanometer.
Eszközök és kellékek:
A tangens-galvanométer (n = fordulatainak száma 65 fordul meneteinek sugara 14 cm);
Milliammeter típusú LM - 1;
Ellenállás a csúszó érintkezővel (200 ohm);
akkumulátor;
kapcsoló;
kulcs;
A kábelek csatlakoztatása.
^
elméleti bevezetés
A Föld egy hatalmas természetes mágnes, amelynek pólus közelében találhatók ( 300 km) a földrajzi pólusok, délre található mágneses pólus S közel az északi földrajzi pólus. és közel a déli földrajzi - az északi mágneses pólus N.
W Erez Föld mágneses pólusai is tartsa a vonalat a nagy körök - mágneses meridián (1. ábra). A legfrissebb adatok szerint a Föld mágneses mezeje társított keringő áramok felszínén a Föld magja, részben mágnesezés áramlatok és kőzetek a Föld sugárzási övek. A Föld mágneses mezőt egy első közelítésben egybeesik a dipól mágneses mező (közvetlen mágnessel) közepén elhelyezett, a Földön.
Ha ezen a ponton a Föld mágneses tű szabadon lógni (azaz, lógni mögött a tömegközéppont úgy, hogy elfordulhat a vízszintes és a függőleges síkban), akkor azt állapítjuk meg az irányt a mágneses mező a föld ezen a ponton.
A Föld mágneses tere, amelyet az jellemez, három elemből áll: a vízszintes összetevője az NS. mágneses elhajlás (szög a földrajzi és a mágneses meridián) és a mágneses dőlés (a szög a vektor és a vízszintes sík). A tudás a NT. , és lehetővé teszi, hogy meghatározza a nagyságát és irányát a mágneses térerősség a Föld egy adott pontban.
A Föld mágneses tere van kitéve napi, éves, világi, stb ingadozások. Ennek megfelelően, a változás és az elemek földi mágnesség.
Megjegyezzük, hogy a mágneses tű, vagy egy aktuális képkocka van állítva egy meghatározott irányba hatása alatt az indukciós vektort a mágneses mező helyett az intenzitás vektor. De mivel a hagyománya, mi általában beszélnek a feszültség vektor.
Ha a mágneses tű foroghat csak egy függőleges tengely körül, az intézkedés alapján a vízszintes összetevője a Föld mágneses mező létre a mágneses meridián síkja. Ez a tulajdonság a tű az eszközben használt, amely az úgynevezett a tangens-galvanométer meghatározására vízszintes összetevője a mágneses térerősség DK.
A tangens-galvanométer egy függőleges lapos tekercs, R sugarú az N menetszám. A tekercs közepén az iránytű található egy vízszintes síkban. Mágneses iránytű hiányában áram a tekercs lesz található a mágneses meridián a Föld NS.
N ovorachivaya tekercs a függőleges tengely körül lehet elérni a nyomvonal síkjában a tekercs a mágneses meridián síkjára. Ha azt követően, hogy a beiktatás a tekercs számára áramot engedünk az ott, a mágneses tű elforgatja valamilyen szöget . Ez azzal magyarázható, hogy a mágneses tű működik a két területen. A külső területen - egy vízszintes összetevője a mágneses mező a Föld - NC és egy második mezőt Hm generált sokk (2. ábra).
Befolyása alatt ezen a két területen, a mágneses tű vesz olyan helyzetbe, amelyben a kapott e területek egybeesik egy összekötő vonal nyilak pole.
2. ábra NS - irányt a mágneses meridián a Föld; Az A és a tekercs szakaszok vízszintes síkban; N1S1 - mágneses iránytű tűt helyezünk a közepén a tekercs; Hp - vektor vízszintes összetevője a mágneses mező a Föld; Hm - vektor a mágneses mező által előállított áram a tekercs (határozza ökölszabály).
A pontnál áram nekünk (látható egy pont). B pontban, az áram tőlünk (az ábrán egy kereszt). A mágneses mező az aktuális (vektor Hm), és merőleges síkban tekercsek.
A 2. ábra azt mutatja, hogy
(1)
(2)
mágneses iránytű tű hossza legyen sokkal kisebb, mint az R sugár a tekercs, a mágneses mező lehet tekinteni, mint homogén a régióban, ahol a nyíl található, és az intenzitása - azonos intenzitású a közepén a tekercs.
A mágneses mező az aktuális függ a geometria a mágneses mező forrás összege átfolyó áram a karmester.
Alkalmazása a Biot-Savart-Laplace könnyű megtalálni a mágneses mező erőssége a közepén a kör alakú áram, amelynek n fordul. megkapjuk
(3)
Behelyettesítve a H értékek a (3) egyenlet a (2) képletű találunk
A folyamatban lévő munka
C. Ober telepítés séma szerint ábrán látható. 3.
A tangens-galvanométer kell elhelyezni legalább 1 méter más eszközökről, mivel a mágneses mező eszközök lehet egy erős befolyást a mágneses tű-tangens galvanométer.
A kapcsoló hozott bármely irányba a jelenlegi. Nagyon gyakran az érintő-galvanométeren van rögzítő csavart, és szinten. Révén a beállított csavarok ki, a nyíl szabadon tud forogni érintése nélkül a skálán a végtag. Ez a „szabad” kézzel beállítani elég gyorsan a mágneses meridián, és fenntartja ezt az álláspontot.
Körül forog a függőleges tengely tekercs, megfigyelése felülről, és az alakja olyan pozícióba, hogy a tengely a tűt síkjában fekvő a tekercs. Ezután a tekercs síkjára összhangba kerül a sík a mágneses meridián. Ebben az esetben a mágneses tű jelzi nulla Division végtag skálán. Ha nem, meg kell fordulni az iránytű a függőleges tengely körül.
Öt jelenlegi értékek vannak beállítva, áthaladt a fordulat a tekercs tangens-galvanometer belül 20-100 mA. Például: 20, 40, 60, 70, 90 mA. Minden érték az aktuális felel meg az élményt.
Keresztül az első tapasztalatok, hogy a megfelelő áram 20 mA szükséges:
beállítva, hogy a kívánt ellenállást reosztát (nyíl mutatja milliammeter 20 mA) és egy rövid K kulcs W tyúk arrow tangens galvanométer-rest, hogy egy akut szögmérés mindkét végén a nyíl, ábrán látható módon. 4.
felvétel milliammeter és érintőleges-galvanometer.
Kapcsoljuk megváltoztatja a jelenlegi irány a tangens-galvanometer.
mérjük, mint az első esetben az eltérés szögek a nyilak, a jelenlegi kell ugyanaz, mint korábban.
Az eredményeket a táblázatban.
Töltse a második kísérletben, a megfelelő 40 mA áramerősségen. És akkor az összes áramlatok. Minden eredményeket az asztalra.
Számított minden kísérletben Hz (ahol i - a futás számát) általános képletű (4), ahol n = 65 menetei a tekercs. és kiderül, sugara R = 14 cm.
A mérési és számítási eredmények kerülnek rögzítésre a táblázatban.