Министерство образования и науки Республики Казахстан

Карагандинский Государственный Технический Университет

Кафедра физики

Лабораторная работа № 48

Тема: Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

Выполнил: ст. гр. ГД-11-4

Джалмурзаев Айдос

Принял: Кусенова А.С.

Караганда 2012

Лабораторная работа № 48

Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

№ опыта	I, mA	α, градус	tg α	Hoi, A/m		Sp,n A/m	ΔНоi A/m
1	10	30	0,577	10,398	12	0,8	1,96
2	12	34	0,675	10,66
3	15	38	0,781	11,5212
4	17,5	40	0,839	12,514
5	21	45	1,000	12,6
6	24	48	1,111	12,96
7	26,5	50	1,192	13,34

П – реостат

G – тангенс-гальванометра

мА – миллиамперметр

Е – источник постоянного тока

; ;

R – радиус витков = 0,1 м

N – число витков = 120

n – число измерений =7

t_St – коэффициент Стьюдента для 7 измерений = 2,45

I- ток витков

Контрольные вопросы

1. Электромагнитное, магнитное поля.

Электрическое и магнитное поля взаимосвязаны: при появлении одного, появляется и другое.

Магнитное поле

Взаимодействие токов осуществляется через поле, называемое магнитным. Впервые магнитное поле обнаружил Эрстед в своих опытах в 1820г. Магнитное поле имеет направленный характер и характеризуется векторной величиной – силовой характеристикой магнитного поля – магнитной индукцией, обозначаемой буквой B. Напряженность магнитного поля обозначается буквой H.

Магнитное поле в отличие от электрического не оказывает действия на покоящийся заряд. Сила возникает лишь тогда, когда заряд движется. Следовательно, магнитное поле порождается движущимися зарядами. Это поле проявляется в том, что на движущиеся в нем заряды (токи) действуют силы. За направление силовых линий магнитного поля принимается направление положительной нормали к контуру, который свободно устанавливается в контуре.

вращательный момент,

магнитный момент

M=p_mBsinα = ISBsinα (альфа – угол между n и B)

B=M_max/p_mM _max/IS;

, H [A/м] – напряженность магнитного поля, не зависящая от магн.свойств среды.

Принцип суперпозиции: поле B, порождаемое несколькими движущимися зарядами (токами), равно векторной сумме полей B_i, порождаемых каждым зарядом (током) в отдельности:

2. Сила Лоренца.

На заряд, движущийся в магнитном поле, действует сила, называемая магнитной. Эта сила определяется зарядом q, скоростью его движения v, и магнитной индукцией B в той точке, где находится заряд в рассматриваемый момент времени:

F=kq[vB]

Модуль магнитной силы равен F=qvBsinα, где альфа угол между v и B. Заряд, движущийся вдоль линий магнитного поля, не испытывает действия магнитной силы.

Направлена магнитная сила перпендикулярно к плоскости, в которой лежат векторы v и B. Если заряд q положителен, направление силы совпадает с направлением векторов [vB], и наоборот.

Если на движущуюся частицу с электрическим зарядом q одновременно действуют и магнитное, и электрическое поля, то результирующая сила F, называемая силой Лоренца, равна сумме двух составляющих — электрической и магнитной:

F = qE + q[vB],

где Е — напряженность электрического поля. Иногда под силой Лоренца понимают только магнитную составляющую силы F. Разделение силы Лоренца F на электрическую и магнитную составляющие относительно, т. е. эти составляющие зависят от выбора инерциальной системы отсчета.

3. Магнитная индукция и напряженность магнитного поля, сила тока.

Магнитное поле имеет направленный характер и характеризуется векторной величиной – силовой характеристикой магнитного поля – магнитной индукцией, обозначаемой буквой B. Индукция характеризует суммарное поле, созданное в какой-либо точке среды как токами, текущими в проводах электрической цепи (макротоками), так и молекулярными токами (микротоками) среды.

вращательный момент,

магнитный момент

M=p_mBsinα = ISBsinα (альфа – угол между n и B)

B=M_max/p_mM _max/IS;

, [1 Тл]

Магнитная индукция равна максимальному вращающему моменту, действующему на контур с током при единичном магнитном моменте (p_m=1).

Вследствие суперпозиции магн.индукция поля проводника с током опред-ся по формуле:

Величину H, которая характеризует магнитное поле в какой-либо точке пространства, созданное макротоками в проводниках независимо от окружающ.среды, называют напряженностью магнитного поля в этой точке.

H = I/(2πr)[A/м] – напряженность магнитного поля прямолинейного тока, не зависящая от магн.свойств среды. H=I/2r – в центре кругового тока, H=Iω/l - в центре соленоида

Электрическим током называется упорядоченное движение заряженных частиц или заряженных макроскопических тел. Для протекания электрического тока необходимо наличие в данном теле (или в данной среде) заряженных частиц, которые могут перемещаться в пределах всего тела. Такие частицы называют носителями тока. Ими являются электроны, либо ионы, либо макроскопические частицы (тела), несущие на себе избыточный заряд (например заряженные пылинки). Ток возникает при условии, что внутри тела существует электрическое поле. Для поддержания тока необходим источник электрической энергии – устройство, в котором осуществляется преобразование какого либо вида энергии в энергию электрического тока. Количественной характеристикой тока служит величина заряда, переносимого через рассматриваемую поверхность в единицу времени. Её называют силой тока (поток зарядов через поверхность). За направление тока принимают направление движения положительных зарядов. Также электрический ток имеет плотность – физическая величина, определяемая силой тока, проходящую через единицу площади поперечного сечения проводника, перпендикулярная направлению тока. I=q/t