Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Короткі теоретичні відомості

Лабораторна робота № 9

ВИЗНАЧЕННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЇ СКЛАДОВОЇ НАПРУЖЕНОСТІ

МАГНІТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛІ

Кривий Ріг

Мета роботи: визначити горизонтальну складову напруженості магнітного поля Землі за допомогою котушки Гельмгольца.

Прилади та матеріали: котушка Гельмгольца; бусоль; джерело постійного струму; реостат; перемикач; міліамперметр; з'єднувальні провідники.

Короткі теоретичні відомості

Земля являє собою великий кульовий магніт, тому у просторі, що оточує Землю, існує магнітне поле. Магнітні полюси Землі не збігаються з географічними; вони лежать близько географічних так, що південний полюс знаходиться поблизу північного географічного полюса, і навпаки. Напрям магнітних силових ліній Землі визначається за допомогою магнітної стрілки. Якщо магнітну стрілку підвісити на нитці так, щоб точка підвісу збігалася з центром ваги стрілки, то стрілка установиться уздовж дотичної до силової лінії магнітного поля Землі. У північних широтах південний кінець такої стрілки буде нижче точки підвісу - вісь стрілки з горизонтом матиме кут нахилення q (на екваторі цей кут дорівнює 0). Тому магнітне поле Землі на екваторі напрямлене горизонтально, біля магнітних полюсів - вертикально, а в проміжних широтах - під кутом до горизонту.

Вертикальна площина, яка проходить через вісь стрілки, називається площиною магнітного меридіана. Кут j між магнітним і географічним меридіанами називається магнітним схиленням.

Напруженість магнітного поля Землі H можна розглядати як суму горизонтальної H₀ і вертикальної H складових.

Котушка Гельмгольца являє собою дві плоскі округлі котушки, розміщені в паралельних площинах (рис. 1). Напруженість магнітного поля в точці O, утворена кожною із кільцевих котушок в разі проходження в ній струму

(1)

де r - радіус котушок, r = 0,1 м; N - число витків; a - відстань від центра котушки до точки O.

В котушці Гельмгольца ; N = 56. Якщо напрям струму в обох котушках однаковий, то значення магнітних полів додаються, і тоді H₁ = 2 Н.

Тому

(2)

Якщо котушку Гельмгольца розмістити так, щоб її вісь O₁O₁, яка проходить через центри обмоток, була перпендикулярна до площини магнітного меридіана, то магнітне поле струму розмістить магнітну стрілку, яка розміщується в центрі, в напрямі O₁O₁, а магнітне поле Землі - в напрямі, перпендикулярному до цієї осі в площині магнітного меридіана. Під дією двох взаємно перпендикулярних полів магнітна стрілка установиться в напрямі рівнодійної, яка утворює кут a з площиною магнітного меридіана (рис. 1). Звідси випливає, що горизонтальна складова напруженості магнітного поля Землі

(3)

Із виразів (2) і (3) маємо

(4)

Опис установки

Складено електричне коло за схемою (рис. 2).

Котушка Гельмгольца являє собою дві плоскі округлі котушки, розміщені в паралельних площинах Розміщена котушка так, що вісь, яка проходить через центри обмоток, перпендикулярна до площини магнітного меридіана. В цьому положенні один із кінців стрілки повинен розміститися проти нульової відмітки на круглій шкалі бусолі.

12 Следующая ⇒