Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
Расчет значения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли при помощи тангенциального гальванометра. Силовые линии двухполюсного магнита. Показания гальванометра при пропускании тока. Определение размера погрешности аппарата.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 27.10.2014 |
| Размер файла | 23,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Министерство образования Российской Федерации
Томский политехнический университет
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.
Краткое теоретическое введение
По современным представлениям, магнитное поле Земли представляет собой диполь - двухполюсный магнит. Ось земного диполя или магнитоида, несколько смещена относительно оси вращения Земли, так как магнитные полюсы ее не совпадают с географическими. Кроме того, магнитные полюса не остаются на месте, а перемещаются - прецессируют по сложной траектории вокруг географических полюсов.
Магнитное поле земли имеет тороидальную форму со средней напряженностью 39,8 А/м.
Принято считать, что силовые линии магнитного поля выходят из Северного магнитного полюса и заканчиваются на Южном магнитном полюсе, то, согласно современным представлениям о магнитном поле Земли, силовые линии магнитного поля начинаются в Южном полушарии и заканчиваются в Северном полушарии.
Плоскость, проведенная через магнитную силовую линию и магнитные полюса, называется плоскостью магнитного меридиана. Линия пересечения этой плоскостью поверхности Земли называется магнитным меридианом. Так как напряженность магнитного поля Земли меняет свою ориентацию при переходе из Южного полушария в Северное, то её можно разложить на две составляющие: горизонтальную Н0 и вертикальную НВ.
Горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли для данного географического пункта определяют с помощью прибора, называемого тангенс - гальванометром.
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 - гальванометра установить в положение магнитного меридиана, то на стрелку действует горизонтальная составляющая магнитного поля Земли, и она устанавливается на нулевой отметке шкалы. 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.
В этом случае на магнитную стрелку действуют два поля: магнитное поле Земли и магнитное поле витка с током. В результате магнитная стрелка отклоняется на угол ц, ориентируясь по результирующей НР полей, т.е.
НР=Н0+НТ.
,
Откуда
,
Напряженность в центре витка с током определяется по закону Био-Савара-Лапласа:
, (1)
где n- число витков; I-сила тока; r- радиус витка.
Расчетная формула принимает вид:
, (2)
Ход работы
Сначала были сняты показания с тангенс - гальванометра по обоим концам стрелки для пяти различных значений тока. Полученные значения приведены в таблице 1.
Таблица 1 Показания тангенс гальванометра при пропускании тока 0,1ч0,5 А
|
№ |
I, A |
При одном направлении тока |
При дугом направлении тока |
цср |
Н0, А/м |
|||
|
N |
S |
N |
S |
|||||
|
1 |
0,2 |
15 |
15 |
15 |
15 |
15 |
16.24 |
|
|
2 |
0,4 |
26 |
26 |
31,0 |
31,0 |
28.5 |
15.97 |
|
|
3 |
0,6 |
35 |
35 |
39 |
39 |
37 |
17.3 |
|
|
4 |
0,8 |
40 |
40 |
46 |
46 |
43 |
18.65 |
|
|
5 |
1 |
46 |
46 |
51 |
51 |
48.5 |
19.29 |
|
|
Н0 ср=16.89 |
n=5
r=0,115 м
По формуле (1) определили НТ:
tg115=0.2679
tg228. 5=0.5449
tg337=0.7536
tg443=0.9325
tg548.50=1.1270
По формуле (2) определили Н0:
H01=16.24
H02=15.97
H03=17.3
H04=18.65
H05=19.29
По формуле (1) были рассчитаны значения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и её среднее значение, которые также были занесены в таблицу 1.
Затем рассчитали погрешность измерения:
магнитный земля гальванометр двухполюсный
Подставим и получим:
Запишем конечный результат в виде:
H0=(16.89+19.95) А/м.
Вывод: В ходе проделанной работы при помощи тангенс - гальванометра была определена горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли. Значение полученное в результате расчетов составляет H0=(16.89+19.95) А/м.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение причины магнитной аномалии. Методы определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Применение закона Био-Савара-Лапласа. Определение причины поворота стрелки после подачи напряжения на катушку тангенс–гальванометра.
контрольная работа [110,1 K], добавлен 25.06.2015Исследование электрического поля методом зонда. Температурная зависимость сопротивления проводников и полупроводников. Определение удельного заряда электрона. Магнитное поле кругового тока и измерение горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.
учебное пособие [4,6 M], добавлен 24.11.2012Геомагнитное поле земли. Причины возникновения магнитных аномалий. Направление вектора напряженности земли. Техногенные и антропогенные поля. Распределение магнитного поля вблизи воздушных ЛЭП. Влияние магнитных полей на растительный и животный мир.
курсовая работа [326,4 K], добавлен 19.09.2012Магнитное поле Земли и его характеристики. Понятие геомагнитных возмущений и их краткая характеристика. Механизм возмущения магнитного поля Земли. Влияние ядерных взрывов на магнитное поле. Механизм влияния различных факторов на геомагнитное поле Земли.
контрольная работа [30,6 K], добавлен 07.12.2011Силовые линии напряженности электрического поля для однородного электрического поля и точечных зарядов. Поток вектора напряженности. Закон Гаусса в интегральной форме, его применение для полей, созданных телами, обладающими геометрической симметрией.
презентация [342,6 K], добавлен 19.03.2013Электрический заряд и закон его сохранения в физике, определение напряженности электрического поля. Поведение проводников и диэлектриков в электрическом поле. Свойства магнитного поля, движение заряда в нем. Ядерная модель атома и реакции с его участием.
контрольная работа [5,6 M], добавлен 14.12.2009История открытия магнитного поля. Источники магнитного поля, понятие вектора магнитной индукции. Правило левой руки как метод определения направления силы Ампера. Межпланетное магнитное поле, магнитное поле Земли. Действие магнитного поля на ток.
презентация [3,9 M], добавлен 22.04.2010Расчет объемной плотности энергии электрического поля. Определение электродвижущей силы аккумуляторной батареи. Расчет напряженности и индукции магнитного поля в центре витка при заданном расположении проводника. Угловая скорость вращения проводника.
контрольная работа [250,1 K], добавлен 28.01.2014Основные характеристики и механизм возникновения магнитного центра Земли. Понятие энергии геодинамо. Рассмотрение природы вращения Земли. Интегральный электромагнитогидродинамический и термический эффект. Причины возникновения циклонов, тайфунов, торнадо.
дипломная работа [2,3 M], добавлен 19.03.2012Регулирование скорости тягового электродвигателя при изменении магнитного поля. Пересчет характеристик при изменении магнитного поля и смешанном возбуждении. Особенности магнитного потока при шунтировании сопротивления и изменением числа витков обмотки.
презентация [321,9 K], добавлен 14.08.2013Элементарный электрический заряд. Закон сохранения электрического заряда. Напряженность электрического поля. Напряженность поля точечного заряда. Линии напряженности силовые линии. Энергия взаимодействия системы зарядов. Циркуляция напряженности поля.
презентация [1,1 M], добавлен 23.10.2013Анализ источников магнитного поля, основные методы его расчета. Связь основных величин, характеризующих магнитное поле. Интегральная и дифференциальная формы закона полного тока. Принцип непрерывности магнитного потока. Алгоритм расчёта поля катушки.
дипломная работа [168,7 K], добавлен 18.07.2012Основные параметры электромагнитного поля и механизмы его воздействия на человека. Методы измерения параметров электромагнитного поля. Индукция магнитного поля. Разработка технических требований к прибору. Датчик напряженности электромагнитного поля.
курсовая работа [780,2 K], добавлен 15.12.2011Обнаружение магнитоупругого эффекта при воздействии на феррит акустической волны при отсутствии и наличии внешнего постоянного магнитного поля. Исследование изменения магнитоупругого эффекта при изменении величины напряженности внешнего магнитного поля.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 14.12.2015Сила Лоренца - сила, действующая на заряженную частицу, движущуюся в электромагнитном поле. Магнитные силовые линии; влияние индукции магнитного поля на силу Ампера. Применение силы Лоренца в электроприборах; Северное сияние как проявление ее действия.
презентация [625,3 K], добавлен 14.05.2012Свойства силовых линий. Поток вектора напряженности электрического поля. Доказательство теоремы Гаусса. Приложение теоремы Гаусса к расчету напряженности электрических полей. Силовые линии на входе и на выходе из поверхности. Обобщенный закон Кулона.
реферат [61,6 K], добавлен 08.04.2011Определение модуля и направления скорости меньшей части снаряда. Нахождение проекции скорости осколков. Расчет напряженности поля точечного заряда. Построение сквозного графика зависимости напряженности электрического поля от расстояния для трех областей.
контрольная работа [205,5 K], добавлен 06.06.2013Технические данные турбогенераторов, трансформаторов и асинхронных электродвигателей. Расчет ударного тока и начального значения периодической составляющей тока при трехфазном коротком замыкании. Определение значения апериодической составляющей тока.
контрольная работа [1018,1 K], добавлен 14.03.2012Определение основных свойств монохроматического электромагнитного поля с использованием уравнения Максвелла для бесконечной среды. Комплексные амплитуды векторов, мгновенные значения напряженности поля, выполнение граничных условий на стенках волновода.
контрольная работа [914,8 K], добавлен 21.10.2012Сила взаимодействия магнитного поля и проводника с током, сила, действующая на проводник с током в магнитном поле. Взаимодействие параллельных проводников с током, нахождение результирующей силы по принципу суперпозиции. Применение закона полного тока.
презентация [120,6 K], добавлен 03.04.2010
