- •Лабораторна робота № 45 визначення індукції магнітного поля за допомогою терезів ампера
- •1. Магнітне поле. Індукція магнітного поля . Силові лінії магнітного поля. Потік вектора індукції магнітного поля (магнітний потік).
- •2. Дія магнітного поля на провідник з струмом. Сила ампера
- •3. Терези ампера та методика визначення індукції магнітного поля
- •4. Послідовність виконання роботи
- •5. Обробка експериментальних даних
- •Лабораторна робота № 46 визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля землі
- •1. Магнітне поле та його характеристики
- •2. Елементи земного магнетизму
- •3. Методика експериментального визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля землі
- •4. Послідовність виконання роботи
- •Лабораторна робота №47. Визначення питомого заряду електрона
- •1. Магнітне поле. Дія магнітного поля на рухомий заряд. Сила лоренца
- •2. Рух заряджених частинок в магнітному полі.
- •3. Практичне значення руху заряджених частинок в магнітному полі
- •4. Методика експериментального визначененя питомого заряду електрона
- •5. Послідовність виконання роботи
- •Лабораторна робота №49 визначення точки кюрі феромагнетиків
- •2. Діамагнетики, парамагнетики і феромагнетики
- •3. Природа феромагнетизму
- •4. Точка кюрі для феромагнетиків. Фазовий перехід іі роду
- •5. Експериментальне визначення точки кюрі феромагнетиків
- •6. Послідовність виконання роботи.
- •3. Природа феромагнетизму. Намагніченість феромагнетиків. Крива намагнічення
- •4. Магнітний гістерезис. Петля гістерезису
- •5. Методика експериментального методу зняття петлі гістерезису за допомогою осцилографа
- •6. Послідовність виконання роботи
- •7. Розрахунок залишкового намагнічення та коерцитивної сили досліджуваного феромагнетика
- •8. Додаткове завдання: визначення магнітної проникності досліджуваного феромагнетика
- •9. Застосування феромагнітних матеріалів
- •Лабораторна робота № 53 вивчення роботи релаксаційного генератора
- •1. Поняття про релаксаційні коливання.
- •2. Струм в газах. Види газових розрядів.
- •3. Релаксаційний генератор на неоновій лампі.
- •4. Принцип експериментального методу.
- •5. Оцінка похибок експерименту.
- •6. Послідовність виконання роботи.
- •7. Додаткове завдання 1.
- •8. Додаткове завдання 2.
- •Лабораторна робота № 54 визначення індуктивності соленоїда та ємності конденсатора методом вимірювання їх реактивних опорів у колі змінного струму
- •1. Змінний електричний струм
- •2. Активний опір в колі змінного струму
- •4. Індуктивність у колі змінного струму
- •5. Активний опір, індуктивність та ємність у колі змінного струму
- •6. Принцип експериментального визначення ємності конденсатора методом вимірювання його реактивного опору.
- •7. Визначення індуктивності соленоїда
- •8. Похибки методу
- •9. Послідовність виконання роботи
- •9. Приклади технічного застосування індуктивного та ємнісного опорів.
- •10. Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 55 вивчення резонансу в електричному коливальному контурі
- •1. Електричний коливальний контур. Вільні незатухаючі коливання
- •2. Вільні затухаючі коливання в контурі
- •3. Вимушені коливання в контурі. Явище резонансу
- •4. Послідовність виконання роботи
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота № 60 визначення довжини електромагнітної хвилі за допомогою двопровідної лінії
- •1. Основи теорії максвелла
- •2. Електромагнітні хвилі.
- •3. Стояча електромагнітна хвиля.
- •4. Експериментальне дослідження стоячих електромагнітних хвиль.
- •5. Послідовність виконання лабораторної роботи.
- •6 .Випромінювання і прийом електромагнітних хвиль. Передача інформації за допомогою електромагнітних хвиль.
- •Контрольні питання.
- •Перелік використаних джерел
2. Елементи земного магнетизму
Наша планета Земля володіє магнітним полем, яке можна вважати полем диполя (два полюси). Північний магнітний полюс знаходиться в південній півкулі , а в північній півкулі – південний магнітний полюс. Вісь магнітного поля (пряма, що проходить через магнітні полюси) утворює з географічною віссю кут 11. Магнітна вісь стрілки (пряма, яка проходить через її кінці) встановлюється в напрямі векторанапруженості магнітного поля Землі (стрілки вільно обертаються).
Вектор напруженості можна розкласти на дві складові (рис. 46.4):- горизонтальну складову та- вертикальну складову. Кутназивається кутом нахилення. Кут між площиною магнітного меридіану з площиною географічного отримав назву магнітного схилення (на рисунку цей кут не вказаний).
Що стосується походження магнітного поля Землі, то найбільш загальноприйнятою гіпотезою є динамо-ефект, створення магнітного поля внаслідок руху провідної речовини в рідкому ядрі Землі.
Простір, зайнятий магнітним полем Землі, називають магнітосферою. На основі космічних досліджень встановлено, що магнітосфера Землі має досить складний характер (pис.46.5). Причиною цього є сонячний "вітер" - потік заряджених частинок з Сонця.
На денній стороні границя магнітосфери Землі віддалена від її центра на 10, а на тіньовій стороні сягає 100 земних радіусів.
Області навколоземного простору, які заповнені зарядженими частинками, що захопленні магнітним полем Землі, отримали назву радіаційних поясів. Під час підвищення сонячної активності збільшується потік заряджених частинок в сонячному вітрі, що приводить до змін в магнітосфері Землі.
Такі зміни магнітного поля Землі назвали магнітними бурями. Процеси при магнітних бурях торкаються не тільки магнітосфери, але і самої Землі (відбуваються зміни в атмосфері та гідросфері). При магнітних бурях змінюються умови поширення радіохвиль, що може бути причиною порушення радіозв’язку. Магнітні бурі впливають і на біологічні процеси.
3. Методика експериментального визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля землі
Одним з методів визначення напруженості магнітного поля Землі є метод, що базується на принципі суперпозиції (накладання) полів. А саме, на поле невідомої напруженості перпендикулярно до його силових ліній накладають поле відомої напруженості(рис. 46.6).
Результуюча напруженість складає деякий кутз. Тоді з прямокутного трикутника модуль шуканої напруженості дорівнює (46.8).
Поле відомої напруженості можна отримати за допомогою кругового контуру з струмом. Як випливає з (46.5) приh=0 напруженість магнітного поля в центрі кругового контуру, що маєNвитків радіусаRдорівнює (46.9). Напрям векторавизначається за правилом свердлика (рис. 46.6). Що стосується визначення напрямів векторіві, то для цього використовують магнітну стрілку.
Спочатку в полі невідомої напруженості вона орієнтується вздовж вектора , а при вмиканні відомого поля кругового струму вздовж вектора напруженості(рис. 46.6). Підставивши (46.9) в (46.8), отримаємо робочу формулу (46.10) для розрахунку шуканої напруженості.
(46.8)
(46.9)
(46.10)
При експериментальному визначенні горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі магнітна стрілка повинна вільно обертатись в горизонтальній площині. Найбільш доцільно проводити досліди при відхиленні стрілки на 45при найменший відносній похибці забезпечує умовуHx=H0.
Так прологарифмувавши і продиференціювавши вираз (46.10) , отримаємо формулу похибок (46.11), де дійсно відносна похибка буде мінімальна при.
(46.11)
На рис 46.7 наведена схема лабораторної установки для визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі.
В центрі вертикально розташованого кругового контуру 1 знаходиться магнітна стрілка 2 , (компас з шкалою відліку кута повороту стрілки), Сила струму в контурі вимірюється амперметром , а регулюється реостатом. Двополюсний ключ К дає можливість змінювати напрям струму в контурі.