3. Измерения

1. Собрать схему установки в соответствии с рис. 4, располагая тангенс-буссоль по возможности дальше от приборов и стальных предметов с целью уменьшения влияния посторонних магнитных полей.

2. Вращением арретира, расположенного под корпусом буссоли, опустить магнитную стрелку на иглу и, поворачивая всю тангенс-буссоль, совместить плоскость витков с направлением магнитной стрелки. Стрелка при этом должна показывать на ноль шкалы буссоли.

3. Включить генератор и, регулируя ток, отмечать углы отклонения стрелки от исходного положения. Углы достаточно изменять в пределах от 20-30 до 70-75°. Обычно удобнее бывает задавать не углы, а токи в катушке: i=25, 50, 75,…, 250 мА, а соответствующие углы α – какие получатся.

4. Сменить направление тока через катушку и повторить измерения по п.п. 3. Для расчётов по формуле (2) брать средние углы по каждой паре:

α=(α_лев+α_прав)/2.

Результаты измерений занести в таблицу:

Таблица 1. Результаты измерений. R=…. см, N=…. витков.

№	i, мА	αправ,град	αправ,град	α, град	Вг, мкТл
1 2 … 10	25 50 … 250

5. После окончания измерений поднять арретиром стрелку буссоли, выключить генератор и разобрать схему.

6. Подсчитать среднее значение В_г по десяти измеренным.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ

1. Сформулировать закон Био-Савара и вывести из него формулу (1).

2. Изобразить картину линий магнитного поля Земли. Что такое магнитное склонение и магнитное наклонение?

3. Что такое азимут?

4. В последнем столбце табл.1 записываются вычисленные по формуле (1) значения В_г. Обратить внимание, что их разброс не случаен, изменения носят систематический характер. Найти причину этого.

5. Доказать, что компасный вклад в относительную погрешность определения В_г минимален при α=45°.

Подсказка. Относительная погрешность δ=ΔВ_г/В_г. Величины В_г и ΔВ_г вычисляются по формуле (2).

ЛИТЕРАТУРА

1. Калашников С. Г. Электричество. – М.: Наука, 1977. – §§ 76, 78-80.

2. Савельев И. В. Курс общей физики, т.2.– М.: Наука, 1982. – §§39-42.

3. Иродов И. Е. Электромагнетизм. – М.: Наука, 2000. − §§ 6.1-6.4.

Работа № Ф305

Измерения баллистическим гальванометром

Целью работы является изучение принципа действия баллистического гальванометра и измерения этим прибором ёмкости конденсаторов, магнитного поля и индуктивности катушек.

1. Теория баллистического гальванометра

И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

1.1. Гальванометры

Гальванометры – это разновидность стрелочных измерительных приборов магнитоэлектрической системы. От других приборов этой системы гальванометры отличаются значительно большей чувствительностью, что достигается способом подвеса подвижной системы (рамки): в гальванометрах она подвешивается на тонкой бронзовой ленточной нити с малой жёсткостью кручения. Рамки гальванометров имеют большое число витков очень тонкой проволоки, поэтому внутреннее сопротивление этих приборов обычно велико – несколько сотен или тысяч ом.

По способу отсчета угла отклонения рамки гальванометры делятся на стрелочные и зеркальные. В последних с рамкой скреплена не стрелка, а зеркальце, и поворот рамки определяется по положению светового зайчика на шкале. Чувствительность зеркальных гальванометров, как правило, на 2-4 порядка выше, чем стрелочных.

Гальванометры могут одинаково применяться для измерений как токов, так и напряжений. Соответственно для них можно определить чувствительность к току и чувствительность к напряжению.

Гальванометры, как и все электроизмерительные приборы, имеют корректор – устройство, позволяющее поворачивать верхний конец нити подвеса с целью установления указателя в нулевое положение. Кроме того, хорошие гальванометры снабжаются арретиром, закрепляющим подвижную систему при различных транспортировках прибора.