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

92 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

64991. ПРОБЛЕМЫ АРХЕОЛОГИИ ЗОЛОТОЙ ОРДЫ 35.5 KB
  Цель спецкурса: на основе анализа археологических материалов познакомить слушателей с основными аспектами истории культуры зоны степей между Иртышом и Дунаем в монгольскую эпоху. Курс охватывает период между...
64993. Родословные легендарных потомков Огуз-кагана по спискам Махмуда Кашгари, Рашид ад-Дина и Абу-л-Гази хана Хивинского 55 KB
  В древности слова туркмен (туркман) не было; все кочевые племена, по внешнему виду похожие на тюрков, называли обобщено тюрками, но у каждого племени было определенное имя и прозвище. В то время когда эти племена Огуза пришли из своих областей в страны Мавераннахра...
64996. О татарах, монголах и о том, как Темучин стал Чингисханом 122.5 KB
  Не в последнюю очередь он видимо вызван тем что в 2006 году исполняется восемьсотлетие образования первого монгольского государства у истоков которого стоял Чингисхан.
64998. ИМЯ ЧИНГИСХАНА В ТАНГУТСКОЙ ПЕСНЕ 69.5 KB
  Последний поход Чингисхана против тангутов 1226-1227 оказался роковым для обеих сторон согласно источникам Чингисхан умер на территории тангутского государства в августе 1227 г. Однако среди разноязычных источников описывающих жизнь и смерть Чингисхана нет текстов на тангутском языке.