50128

Визначення горизонтальної й вертикальної складових індукції магнітного поля Землі за допомогою земного індуктора

Лабораторная работа

Физика

Визначення горизонтальної й вертикальної складових індукції магнітного поля Землі за допомогою земного індуктора. Вертикальну площину в якій лежить вектор а отже й вісь магнітної стрілки називають площиною магнітного меридіану. Прилад під'єднаний до затискачів мілівеберметр або балістичний гальванометр можна проградуювати так щоб він безпосередньо показував зміну магнітного потоку який пронизує витки індуктора. Нехай вісь індуктора орієнтована горизонтально в площині магнітного меридіана площина витків теж горизонтальна.

Украинкский

2014-01-16

176 KB

1 чел.

Лабораторна робота № 11.

Визначення горизонтальної й вертикальної складових індукції магнітного поля Землі за допомогою земного індуктора.

Теоретичні відомості

У просторі, який оточує Землю, існує магнітне поле, лінії  індукції якого зображені на рис. 5.14а. Північний магнітний полюс N знаходиться поблизу південного ( Пд. ) географічного  і навпаки, південний магнітний - біля північного географічного ( Пн ) полюсу.

У будь-якій точці земної поверхні напрям вектора магнітної індукції , який збігається з напрямом північного кінця вільної магнітної стрілки, утворює кут  з лінією горизонту      ( рис.5.14 б ). Цей кут називають магнітним схиленням. Вертикальну площину, в якій лежить вектор  (а отже, й вісь магнітної стрілки ), називають площиною магнітного меридіану.

Вектор магнітної індукції поля Землі можна розкласти на дві складові: горизонтальну  й вертикальну  ( рис. 5.14 б ). У межах лабораторії магнітне поле Землі можна вважати однорідним.

У даній роботі  і  визначають за допомогою земного індуктора. Це плоска дротяна котушка досить великого радіуса із значним числом витків, яка може вільно обертатися навколо осі, що проходить через один з її діаметрів (рис. 5.15).

При повороті земного індуктора в магнітному полі Землі змінюється магнітний потік через поверхню, обмежену його витками, і відповідно до (5.34) на   затискачах індуктора  виникає ЕРС індукції. Прилад, під'єднаний до затискачів (мілівеберметр, або балістичний гальванометр), можна проградуювати так, щоб він безпосередньо показував зміну магнітного потоку, який пронизує витки індуктора.

Нехай вісь індуктора орієнтована горизонтально в площині магнітного меридіана, площина витків теж горизонтальна. При повороті індуктора на 180° його витки будуть перетинати лише вертикальну складову  індукції магнітного поля Землі. Зміна магнітного потоку, що пронизує витки,

Фв = Фв – ( -Фв ) = 2Ввs ,     (5.50)

де s - площа, охоплена витками; s = , d - діаметр витка. Зміну магнітного потоку Фв можна безпосередньо реєструвати мілівеберметром, який під'єднано до затискачів індуктора. Тоді

Вв =      (5.51)

Аналогічно можна визначити горизонтальну складову Вг , якщо вісь індуктора - вертикальна, а початкове положення площини витків перпендикулярне до площини магнітного меридіана:

Вг =      (5.52)

Зміну магнітного потоку Фв і Фг можна також визначити за допомогою балістичного гальванометра, який під'єднується замість мілівеберметра. При зміні магнітного потоку через площину витків індуктора в ньому індукується ЕРС, в результаті чого через гальванометр проходить деяка кількість електрики q: 

q =,      (5.53)

де R – опір витків. При цьому рамка гальванометра повертається на деякий кут.

За формулою (5.53) Ф = qR але q =  , де  - чутливість гальванометра;  - балістичне відхилення ( максимальне відхилення світлового зайчика ) при швидкому повороті індуктора на 180°. Тоді

;      ,     (5.54)

де с- постійна приладу ( ії значення вказане на робочому місці ), Вб/под.

Підставивши значення з (5.54) у (5.51) і (5.52), дістанемо:

Вв =        (5.55)

Вг =        (5.56)

Тоді індукція магнітного поля Землі

В =       (5.57)

Таким чином, задача зводиться до визначення вертикальної й горизонтальної складових індукції магнітного поля Землі за формулами (5.55), (5.56) при під'єднанні до індуктора гальванометра або за (5.51), (5.52), якщо використовується мілівеберметр.

Порядок виконання доботи

  1.  Під'єднати вимірювальний прилад до затискачів індуктора.
  2.  Встановити вісь обертання індуктора горизонтально в площині магнітного меридіана, а площину витків - перпендикулярно до площини магнітного меридіана.
  3.  Швидко повернувши витки індуктора на 180°, визнають за гальванометром балістичне відхилення або за веберметром - зміну магнітного потоку.
  4.  Повторити виміри п'ять - десять разів, повертаючи кожен раз прилад у початкове положення. Результати вимірів занести в табл. 1.

     Таблиця 1.   

№ п/п

С

Вв

1

2

3

4

5

Середнє значення

  1.  Встановити вісь обертання індуктора вертикально, а площину витків – перпендикулярно до площини магнітного меридіану. Повторити виконання пунктів 3, 4, визначивши  або Фг. Результати вимірів занести в таблицю 2.

Таблиця 2.

№ п/п

г

Вг

, %

1

2

3

      4

      5

Середнє

Значення.

  1.  Виміряти діаметр кола між серединами витків індуктора.
  2.  Визначити , , використавши формули (5.55), (5.56), або (5.51), (5.52).
  3.  Користуючись формулою (5.57), обчислити В.
  4.  Обчислити абсолютну і відносну похибки результатів.

Контрольні запитання.

  1.  Дати визначення вектора індукції магнітного поля і магнітного потоку. У яких одиницях ( за CІ ) вимірюється індукція магнітного поля й магнітного потік?
  2.  Накреслити схему силових ліній магнітного поля Землі.
  3.  Сформулювати закон електромагнітної індукції.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29666. Характеристика дескриптивной методологии 60.5 KB
  Декартовское представление о дуализме души и тела и понимание механистической детерминации как основы причинного объяснения породили тот тип рациональности который на долгие годы определил использование в психологии критериев научности взятых из парадигмы классической науки. Возникшие позже другие типы рациональности неклассические и постнеклассические еще только осваиваются в новых исследовательских парадигмах психологии. В рамках одной и той же исследовательской методологии оформлялись разные теоретические концепции научной психологии....
29667. Понятие методологии науки 71.5 KB
  Метод в широком смысле путь познания опирающийся на некоторую совокупность ранее полученных общих знаний принципов. Методология учение о методах и принципах познания. Можно выделить по крайней мере два понимания методологии развиваемых: 1 как представленное при рефлексии теории познания понимание метода в указанном широком смысле и 2 как учение о системе методов в узком смысле посредством которых в рамках той или иной науки в ходе теоретического или теоретикоэмпирического исследования проверяется правдоподобие или истинность...
29668. Соотношение понятий «наука», «философия» и «мировоззрение» 79 KB
  Важнейшие из них парадигмы т. В философию науки понятие парадигмы ввел Бергман для характеристики нормативности методологии. Парадигмы определяют содержание конкретных научных идей область и предмет научных исследований. Примерами общих парадигм для психологической науки могут служить естественнонаучная и культурноисторическая парадигмы.
29669. Психология как мультипарадигмальная наука. Психологические теории и реальность 95.5 KB
  Имеются в виду не любые теории только те из них которые подтверждаются результатами классических экспериментов и получены заслужившими доверие методами общие теории получившие признание и служащие образцом для исследований по разнообразной конкретной проблематике. Парадигма есть общая модель образец ориентируясь на которую возникают и развиваются конкретные частные научные теории. Но понятие кризиса продолжает использоваться поскольку за ним стоит неудовлетворенность отсутствием единой общепсихологической теории. Если учитывать...
29670. Метафизические и эмпирические теории 51 KB
  Структура методологического знания уровни и подходы Если рассматривать структуру методологии науки по вертикали то можно выделить следующие ее уровни: 1 уровень философской методологии; 2 уровень конкретнонаучной методологии; 3 уровень общенаучных принципов и форм исследования; 4 уровень методики и техники исследования. Философская методология имеет форму философского знания добываемого с помощью методов самой философии примененных к анализу процесса научного познания. Разработка этого уровня методологии осуществляется как...
29671. Априорное и эмпирическое знание 380 KB
  Эмпирические корни психологии восходят к Леонардо да Винчи 1452 1519 великому флорентийскому художнику ученому гуманисту и гению механики эпохи Возрождения. Эти идеи послужили краеугольными камнями в фундаменте будущей эмпирической психологии. В связи с этим некоторые философы рассматривают Беркли как отца философского феноменализма а философский феноменализм как одно из оснований качественных исследований в психологии. Отсюда происходит принцип скептицизма эмпирической психологии.
29672. Категории как описания существенных, всеобщих свойств, отношений и закономерностей действительности 47 KB
  Первые психологические исследования были направлены на выделение и фиксирование эмпирических и феноменологических признаков психических явлений а также на раскрытие их специфических характеристик. Теоретический поиск объяснений и общих закономерностей ведется в терминах и понятиях того же языка на котором производится эмпирическое и феноменологическоеописание психических явлений. Определения психических явлений в контексте различных подходов к объяснению психики. По мере своего развития научные представления о сущности психических...
29673. Тверожок 13.51 KB
  По жирности: жирный 18 полужирный 9 нежирный. ПРОИЗВОДСТВО 1 СП КислотноСычужный а Подготовка нормализация молока по жирности пастеризация б Внесение закваски мезофильного стрептококка. ХРАНЕНИЕ в виде брикетов пергамент целлофан картон с полимерным покрытием 01 с 10 ДНЕЙ НА СКЛАДАХ 8 С 36 ч в магазинах Органолептика: Зависит от жирности у нежирного консистенция рассыпчатая.
29674. Сгущенные молочные консервы 51.5 KB
  Цель изготовления замена натурального молока в районах где его недостаточно. Получение: из натурального цельного молока выпариванием воды до 60 свекловичный сахар. Технология изготовления: 1 Подготовка молока и пастеризация. Кислотность молока используемого для приготовления молочных консервов не должна превышать 19 Т Тернера.