36793

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

Лабораторная работа

Физика

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования “Томский политехнический университет†Факультет Естественных наук и математики Кафедра Общая физика Направление Физика Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Лабораторная работа № 216 Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля...

Русский

2013-09-23

46.5 KB

63 чел.

Федеральное агентство по образованию.

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

“Томский политехнический университет”

             Факультет               Естественных наук и математики   

 Кафедра                  Общая физика

               Направление           Физика

Лабораторная работа № 2-16

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

Исполнитель:

Студент, группы________(__________)_____________И.О.Фамилия

                                                   Подпись

                                            (__________)

                                                     Дата

Руководитель___________(__________)____________И.О.Фамилия

Должность, ученая степень, звание                         Подпись

                                             (__________)

                                                      Дата

«Томск 2007г.»

Лабораторная работа № 2-16

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

Цель работы: Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли при помощи тангенс – гальванометра.

Приборы и принадлежности: тангенс – гальванометр, переключатель, реостат, миллиамперметр.

Теоретическое введение

Горизонтальную составляющую магнитного поля Земли для данного географического пункта определяют с помощью тангенс – гальванометра.

Прибор состоит из одного или нескольких витков медной проволоки, расположенных вертикально. В центре витка на вертикальном острие помещена магнитная стрелка, положение которой определяется по лимбу.

Если виток тангенс – гальванометр установить в положении магнитного меридиана, то на стрелку действует горизонтальная составляющая магнитного поля Земли, и она устанавливается на нулевой отметке шкалы тангенс – гальванометра. Если пропустить ток через виток, то вокруг витка появится магнитное поле. Напряженность этого поля определяется по правилу правого винта, и направление вектора напряженности НТ  зависит от направления тока в витке I.

В этом случае на магнитную стрелку действуют два поля: магнитное поля Земли и магнитное поля витка с током. В результате магнитная стрелка отклоняется на угол φ, ориентируясь по результирующей НР полей, т.е.      НР= Н0 +  НТ.

Так как вектор напряженности горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и вектор напряженности магнитного поля витка с током перпендикулярны, а

НР= Н0 +  НТ

то получим

tgφT0

откуда получаем

Н0=НТ/tgφ

Напряженность в центре витка определяется по закону Био – Савара – Лапласа:

                                        НТ=Jn/2r                                     (1)

где n – число витков, Jсила тока, r – радиус витка.

Окончательно напряженность горизонтальной составляющей магнитного поля Земли можно выразить следующим образом:

                                                                                         (2)

Экспериментальная часть

Установили виток тангенс – гальванометра по магнитному меридиану. Измерили показания тангенс – гальванометра по обоим концам стрелки для 5 различных значений силы тока. Провели предыдущие измерения, изменив направление тока через виток. Занесли данные всех измерений в таблицу №1. Рассчитали по формуле (1) величину горизонтальной составляющей магнитного поля Земли Н0.

I, A

При одном направлении тока, φ1

При другом направлении тока, φ2

φср

Н0 А/м

По северному концу

По южному концу

По северному концу

По южному концу

1

0,1

8,0

15,0

21,5

27,5

32,5

9,0

17,0

22,5

28,0

32,0

8,50

14,54

2

0,2

16,00

15,16

3

0,3

22,00

16,14

4

0,4

27,75

16,53

5

0,5

32,25

17,23

Н0ср=15,92 А/м

n=5

r=0,115 см

φср2=16,00

φср3=22,00

φср4=27,75

φср5=32,25

По формуле (2) определили Н0:

А теперь мы сможем найти Н0ср:

Н0ср=

Вывод: В ходе проделанной работы при помощи тангенс – гальванометра была определена горизонтальная составляющая магнитного поля Земли.  Направление вектора напряженности НТ  зависит от направления тока в витке I (вектор напряженности НТ прямо пропорционален силе тока и обратно пропорционален радиусу витка).


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

68839. Автомати з магазинною пам’яттю 132 KB
  Але на відміну від МНПмашини пам’ять МПавтомата побудована за принципом організації стека. Елементи інформації зберігаються та використовуються як патрони у автоматичній зброї тобто у кожний момент доступний тільки верхній елемент магазину.
68840. Детермінований синтаксичний аналіз (s- та q-граматики) 154 KB
  КВграматика називається sграматикою тоді і тільки тоді коли 1 права частина кожного правила починається терміналом; 2 якщо два правила мають співпадаючі ліві частини такі правила називаються альтернативними то праві частини цих правил починаються різними символами. Тепер означимо множину вибору для кожного правила.
68841. Визначення множин вибору продукцій (продовження) 242 KB
  Розглядається права частина кожного правила, починаючи з лівого символу. Якщо поточний символ - термінал, то він включається у множину ПЕРШ для поданого правила, і процес зупиняється. В іншому разі у множину, що формується, включається множина ПЕРШ для поточного нетермінала, і якщо цей нетермінал анулює...
68842. Критерії вибору та вибір архітектури комп’ютера та периферії 1.96 MB
  Задачі вибору архітектури комп’ютера та периферії. Критерії вибору: вартість, продуктивність, надійність, пропускна здібність, модульний принцип побудови, масштабованість, сумісність програмного забезпечення. Орієнтування на клас задач. Модернізованість. Вибір основних складових комп’ютера