Контрольні запитання

1. Навести основні характеристики магнітного поля Землі.

2. Що називають магнітосферою?

3. Дати означення магнітних полюсів Землі.

4. Що означають терміни „магнітний меридіан”, „магнітне схилення”, „магнітне нахилення”?

5. Сформулювати закон Біо-Савара-Лапласа та записати його формулу.

6. Записати формулу для обчислення напруженості поля в центрі котушки зі струмом.

7. Який прилад називають танґенс-ґальванометра?

8. Опишіть будову танґенс-ґальванометра.

9. В яких одиницях вимірюють напруженість магнітного поля?

10. Записати формулу для знаходження сталої танґенс-ґальванометра.

Лабораторна робота №32 визначення індукції магнітного поля землі

МЕТА РОБОТИ:	засвоїти закон електромагнітної індукції та порядок роботи з балістичним ґальванометром.
ОБЛАДНАННЯ:	індуктор, балістичний ґальванометр, з’єднувальні провідники, компас.

Теоретичні відомості

1. Земний індуктор.

Індукцію магнітного поля вимірюють магнітометрами. Останні поділяють на магнітостатичні, магнітодинамічні, електромагнітні, індукційні, квантові (надпровідні). Найпростішим з індукційних магнітометрів є індуктор. Індуктором називають плоский виток (чи котушку) провідника, який може обертатись у магнітному полі. Якщо індуктор обертається в магнітному полі Землі, його називають земним індуктором.

Площину котушки (див. рис. 1) пронизує магнітний потік:

. (1)

Тут – індукція магнітного поля, – площа котушки, – кут між нормаллю до площини котушки та напрямом вектора індукції . Якщо котушка має однакових витків, із нею буде зв’язане потокозчеплення :

. (2)

При обертанні котушки змінюватиметься кут , що призводитиме до змін потокозчеплення .

Відповідно до закону М. Фарадея, електрорушійна сила індукції в складному контурі чисельно дорівнює і протилежна за знаком швидкості зміни потокозчеплення в ньому:

. (3)

Якщо індуктор під’єднати в електричне коло із загальним опором , у ньому потече струм . Напрям струму можна визначити за допомогою правила Е.Х. Ленца: індукований струм має такий напрям, що своїм магнітним полем протидіє тій зміні зовнішнього поля, яке його спричинило. Відповідно до закону Ома для повного кола заряд , що перетече за час , дорівнюватиме:

. (4)

Із (4) видно, що величина заряду не залежить від швидкості повертання котушки, а лише від опору кола та зміни потокозчеплення. Найбільшу зміну потокозчеплення в котушці індуктора можна отримати, якщо повернути її на кут за умови, що в початковий момент площина котушки перпендикулярна до ліній індукції магнітного поля:

. (5)

У такому випадку в електричному колі перетече заряд , величина якого дорівнюватиме:

. (6)

2. Балістичний ґальванометр.

Ґальванометром називають прилад, призначений для вимірювання малих струмів (порядку 10^-8 – 10^-12 А). Балістичний ґальванометр використовують для вимірювання заряду , що перетікає при короткочасних імпульсах струму. (Короткочасними називають імпульси, тривалість яких набагато менша від періоду власних коливань рамки ґальванометра.) У режимі балістичного можна використовувати будь-який ґальванометр. Для зручності зняття показів вибирають прилади з великим періодом коливань ( 10 с).

Величина заряду , який пройшов через балістичний ґальванометр, пропорційна до балістичного відхилення – першого максимального відхилення покажчика (у поділках шкали):

. (7)

Тут – балістична стала.