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

3917. Развитие — это объективный процесс изменения физических и духовных сил человека 23.25 KB
  Развитие — это объективный процесс внутреннего последовательного количественного и качественного изменения физических и духовных сил человека. Развитие проявляется как прогрессивное усложнение, углубление, расширение, как переход от простого к...
3918. Рентгенівський мікроаналіз 1.3 MB
  Рентгенівський мікроаналіз Методичні рекомендації до лабораторної роботи Рентгенівській мікроаналіз з курсу Фізична мікроелектроніка для студентів радіофізичного факультету. Правила технікибезпеки при виконанні лабораторної роботи Увага! При в...
3919. Значення мотивації для процесу управління 216.5 KB
  Значення мотивації для процесу управління Вступ Мотивація праці, керівництво і взаємодія з людьми - вирішальний фактор успіхів в управлінні підприємством та результативності роботи, і в цьому розумінні вона становить основу трудового потенціалу прац...
3920. Особливості побудови DoS-атак та методи боротьби з ними 50.68 KB
  Вступ Твій ранок починається з читання багрепортів і аналізу логів. Ти щодня оновлюєш ПЗ і щогодини допрацьовуєш правила брандмаузера. Snort твій кращий друг, а Zabbix - невидимий помічник. Ти побудував справжній бастіон, до якого не підібратися ні ...
3921. Дослідження критеріїв прийняття рішення при вирішенні двухальтернативної задачі 206 KB
  Дослідження критерії прийняття рішення при вирішенні двухальтернативної задачі Мета роботи: дослідити критерій максимума правдоподібності, максимума апостеріорної ймовірності, критерій Котельнікова та критерій Неймана-Пірсона ХІД ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНО...
3922. Ручное регулирование параметров объекта управления 151.5 KB
  Ручное регулирование параметров объекта управления Цель: приобретение навыков ручного ведения процессов регулирования, вызываемых возмущениями по нагрузке и по заданию. Опыт 1: Стабилизация регулируемой величины Таблица 1. Процесс регулировани...
3923. Экспериментальное определение частотных характеристик объекта 54.94 KB
  Экспериментальное определение частотных характеристик объекта Цель: изучение методики экспериментального определения частотных характеристик объекта управления, а также практическое освоение приемов обработки результатов 'эксперимента при внесении объекту прямоугольных входных колебаний.
3924. Сучасна ситуація в області інформаційної безпеки 51.5 KB
  Сучасна ситуація в області інформаційної безпеки Поняття інформаційної безпеки Перш ніж говорити про інформаційну безпеку необхідно з’ясувати, що таке інформація. Поняття «інформація» сьогодні вживається дуже широко і різнобічно. Важко знайти т...
3925. Мотивація та моделі поведінки в організації 224 KB
  Мотивація та моделі поведінки в організації Вступ Актуальність. Процеси трансформації економічно-економічної системи в Україні вимагають нових рішень з організації ділової активності суспільства у багатьох сферах. Зокрема, ефективна організація прац...