Лабораторная работа № 15 изучение характеристик магнитного поля земли
Вопросы для подготовки:
Магнитное поле. Магнитное взаимодействие токов в вакууме. Закон Ампера.
Напряженность магнитного поля. Закон Био-Савара-Лапласа. Формула Ампера.
Магнитное поле в веществе. Магнитная проницаемость вещества. Диа-, пара- и ферромагнетики.
Индукция магнитного поля. Поток магнитной индукции.
Действие электрического и магнитного полей на движущийся электрический заряд.
Магнитное поле Земли.
Приборы и оборудование:
Блок питания, тангенс – буссоль, миллиамперметр, двухполюсный переключатель, соединительные провода.
Цель: Применяя законы и соотношения электромагнетизма, определить напряженность магнитного поля Земли (горизонтальную составляющую) для широты г. Симферополя
Выполнение работы
Задание 1. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли
Рабочая
формула:
где
- горизонтальная составляющая напряженности
магнитного поля Земли, D –диаметр катушки, n – число витков, I – сила тока в цепи
Электрическая схема:
Ход работы:
Собрать электрическую цепь по схеме.
Установить тангенс-буссоль так, чтобы катушка была расположена в плоскости магнитного меридиана.
С помощью реостата отрегулировать ток так, чтобы отклонение стрелки соответствовало заданным углам. Определить силу тока при этих углах.
С помощью ключа изменить направление тока на противоположное. Определить силу тока при заданных углах.
Используя рабочую формулу, вычислить горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля. Значения n, D приведены на стенде к лабораторной работе.
Данные занести в таблицу, определить погрешность измерений.
7. Сравнить полученный результат с табличным значением для широты г. Симферополя: НГ = 17 (А/м).
Таблица результатов: Определение горизонтальной
составляющей напряженности магнитного поля Земли
|
№ |
|
tg |
I, A |
А/м |
|
|
А/м |
|
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
| ||
|
3 |
|
|
|
|
|
| ||
|
4 |
|
|
|
|
|
| ||
|
5 |
|
|
|
|
|
| ||
|
6 |
|
|
|
|
|
| ||
|
|
|
|
|
|
| |||
,
=
А/м
=
Обработка результатов:
Вывод:
Результат:
(А/м)
=%,
эксп.
теор.
Задание 2. Определение магнитного потока,
пронизывающего катушку тангенс – буссоли
Рабочая
формула:
где
-
магнитный поток,
-
индукция магнитного поля;
- площадь поперечного сечения катушки
тангенс – буссоли;
- радиус катушки;
Гн/м –
магнитная
постоянная.
Ход работы:
Определить площадь катушки тангенс – буссоли.
Найти значение магнитной индукции для каждого значения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли для широты города Симферополя (задание 1).
По рабочей формуле определить магнитный поток для каждого значения магнитной индукции.
Данные занести в таблицу. Определить погрешность измерений.
Таблица результатов: Определение магнитного потока
|
№, п/п |
Тл |
Вб |
|
|
Вб |
% | |
|
1 |
|
|
|
|
|
| |
|
2 |
|
|
|
| |||
|
3 |
|
|
|
| |||
|
4 |
|
|
|
| |||
|
5 |
|
|
|
| |||
|
6 |
|
|
|
| |||
|
|
|
|
| ||||
,
,
,
,
=
Вб
=
Обработка результатов:
Вывод
Результат:
(Вб)
%