3сем / lab1

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КАФЕДРА №3

ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ_____________________

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

				Кректунова И.П.
должность, уч. степень, звание		подпись, дата		инициалы, фамилия

ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

по курсу: ОБЩАЯ ФИЗИКА

СТУДЕНТ ГР. №		4016				Жовтяк М.О.
	номер группы			подпись, дата		инициалы, фамилия

Санкт-Петербург

2021

1. Цель работы

Цель работы: определить с помощью тангенс – гальванометра горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли, электрическую постоянную системы СИ и скорость света в вакууме.

2. Описание лабораторной установки

Электрическая схема установки для определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли приведена на рис.1. Сила тока I через тангенс-гальванометр устанавливается с помощью реостата R и контролируется миллиамперметром . Число витков в катушке тангенс-гальванометра N = 36, радиус каждого витка R = 0,2 м.

Рисунок 1.(Б – источник питания, mA – миллиамперметр, R – реостат, Г – тангенс-гальванометр)

Для определения электрической постоянной системы СИ собирают схему, изображенную на рис.2. В качестве переключателя a-b используется реле, обмотка которого включается в сеть. При этом частота переключений равна частоте переменного напряжения в сети ( ). Конденсатор имеет следующие параметры: относительная диэлектрическая проницаемость воздушного зазора между обкладками , коэффициент .

Рисунок 2. (Б – источник питания, С – конденсатор, Г – тангенс-гальванометр, a-b – электромагнитный переключатель)

3. Рабочие формулы

1. α_ср = - углы отклонения магнитной стрелки при различных значениях

силы тока I

2. – расчет горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, где I – сила тока, N – число витков в катушке, R – радиус витков катушки, – угол отклонения магнитной стрелки.

3. H_ср = – среднее значение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

4. α’_ср = – среднее значение отклонение угла магнитной стрелки

5. – расчет электрической постоянной системы СИ, где U – напряжение зарядки конденсатора, v – частота зарядки/разрядки конденсатора, K – коэффициент проницательности.

6. – расчет электродинамической постоянной, где Гн/м – магнитная постоянная системы СИ.

4. Вычисления

α_ср1 = = 17° при I = 40 мА

α_ср2 = = 28° при I = 70 мА

α_ср3 = = 30° при I = 80 мА

= = 11,77 А/М - горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли при I = 40 мА

= = 11,84 А/М - горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли при I = 70 мА

= = 12,47 А/М - горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли при I = 80 мА

H_ср = = 12,026 А/М

α’_ср = = 6°

Ф/М – электрическая постоянная.

– скорость распространения электромагнитных волн в вакууме.

5. Погрешности

ϴH_г = H_г ( + ) = 12,47*(2*0,5°/sin2*25° + 0,001/0,063) = 0,48 А/м

ϴ = ( + + ) = ( + + ) = 2,86*10^-12 Ф/М

ϴс = с*( ) = 2,749*10⁸ * ( ) = 0,37*10⁸ м/c

6. Вывод

В ходе решения лабораторной работы было выявлено:

Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли равна H_ср = 12,0 ± 0,5 А/М

Электрическая постоянная система СИ: Ф/М при таблично значении = Ф/М

Скорость распространения электромагнитных волн в вакууме: с = при табличном значении с = 3 * 10⁸ м/c

Итого, вычисленные значения сходятся с табличными данными. Это значит, что все данные найдены верно и лабораторная работа выполнена успешно.