36793

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

Лабораторная работа

Физика

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования âТомский политехнический университетâ 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

101 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

16832. Ввод-вывод данных Основные виды работ с файлами любых типов. Основные понятия. Классификация файлов 179.5 KB
  Лекция 5 Вводвывод данных Основные виды работ с файлами любых типов. Основные понятия. Классификация файлов В системах обработки больших объемов информации данные хранятся не в ОП а во внешней памяти ВП на внешних запоминающих устройствах например на жестком м
16833. Вывод данных в текстовый файл 404 KB
  Лекция 6 Вывод данных в текстовый файл Процедуры Write и Writeln Вывод данных в текстовый файл осуществляется в основном для просмотра и подготовки к печати результатов работы программы. Вывод данных производится с помощью процедур Write и Writeln. С их помощью можно выводить...
16834. Модульное программирование 222.5 KB
  Лекция 7 1. Модульное программирование Основные понятия Принцип модульности оказывает наиболее сильное влияние на дисциплину мышления при решении задач. Он состоит в декомпозиции первоначального задания в связную систему подзадач и является основным методом в н
16835. Компиляция и подключение модулей 294 KB
  Лекция 8 Компиляция и подключение модулей Для того чтобы сформировать модуль библиотеку с подпрограммами можно отладить подпрограммы в составе основной программы а затем перенести их в модуль. Для использования подпрограмм модуля его надо оттранслировать т. е. сф
16836. Распределение оперативной памяти при выполнении программ 756 KB
  Лекция 9 1. Динамические переменные. Основные понятия Распределение оперативной памяти при выполнении программ Адресуемое пространство ОП в ОС MSDOS организовано сегментами: перенумерованными блоками памяти по 64 Кбайта. Причем сегмент может начинаться с любого фи
16837. Массивы указателей 1.37 MB
  6. Массивы указателей С помощью массивов указателей можно формировать большие массивы и коллекции массивов любых типов. Работа с большими массивами Размер одного массива данных должен быть не более 64 Кбайт. Но в реальных задачах могут использоваться массивы требую...
16838. Массивы и многоуровневая косвенная адресация 564 KB
  Лекция 10 5. Массивы и многоуровневая косвенная адресация Многоуровневая косвенная адресация и одномерные арифметические массивы Многоуровневая адресация имеет место при использовании указателей на указатели на массивы. Рассмотрим это на примерах формирования одн
16839. Связанные структуры 682 KB
  Лекция 11 8. Связанные структуры Основные понятия Записи содержащие указатели позволяют формировать в ОП линейные и нелинейные связанные структуры. К линейным связанным структурам относят например стеки очереди и списки. К нелинейным деревья и сети. Эти структур
16840. Объектно-ориентированное программирование. Методология объектно-ориентированного программирования 362 KB
  Объектно-ориентированное программирование. Основные понятия Методология объектно-ориентированного программирования Фундаментальными понятиями в программировании являются: технология программирования методология метод. Технология программирования...