3. Прилади та обладнання.

1. Реохорд.

2. Джерело ЕРС (ε≥ 3В).

3. «Нормальний» елемент.

4. Елемент з невідомою ЕРС.

5. Додатковий опір, який обмежує струм в колі гальванометра.

6. Нуль-гальванометр.

7. Ключі.

8. З’єднувальні проводи.

4. Порядок виконання роботи.

1. Зібрати схему згідно з рис. 3.

2. Після перевірки схеми лаборантом чи викладачем замкнути ключ К₁.

3. Короткочасно замикаючи ключ К₂, знайти таке положення рухомого контактуD₁реохорда, при якому струм на ділянці Аε_нВR₁GD₁відсутній (стрілка гальванометра знаходиться на нульовій відмітці).

4. Закоротити ключем К₃додатковий опір в колі гальванометра і за допомогою рухомого контактуD₁, точно встановити стрілку гальванометра в нульове положення.

5. За допомогою лінійки, вздовж якої натягнутий провід, виміряти довжину l₁=AD₁, пропорційну доR₁.

6. Ключ К₂перемикнути в положення (2) (вимірювання зε_х) і домогтись нульового показу гальванометра (аналогічно з пунктами 3 і 4).

7. Виміряти довжину =AD₂, пропорційну доR₁.

8. За формулою (13) визначити ε_х.

9. Визначити абсолютну та відносну похибки вимірювання.

,

10. Записати кінцевий результат у вигляді:

… при=…%

Лабораторне заняття №6

Визначення горизонтальної складової напруженості магнітного поля Землі за допомогою тангенс-гальванометра

1. Мета роботи.

Ознайомитись з принципом дії тангенс-гальванометра та з елементами земного магнетизму. Визначити горизонтальну складову магнітного поля Землі.

2. Теоретичні відомості.

Магнітне поле Землі складається з постійного магнітного поля, яке створюється магнетизмом земної кулі, та змінного поля, зумовленого електричними струмами, що протікають в земній атмосфері та в земній корі.

Змінне поле, як правило, не перевищує 1% від постійного поля. Розрізняють періодичні коливання магнітного поля (їхня періодичність зумовлена обертанням Землі та періодичністю сонячної активності) і неперіодичні коливання – магнітні збурення. Магнітні збурення тісно пов’язані з іоносферними збуреннями та полярними сяйвами. Джерело цих явищ – спалахи сонячної активності, які супроводжуються сонячною радіацією та викидом потоків заряджених частинок.

Постійне магнітне поле зумовлене тим, що Земля являє собою природний магніт, полюси якого розташовуються недалеко (≈300 км) від географічних полюсів. Магнітні силові лінії починаються біля Південного географічного полюса і закінчуються біля Північного, тому магнітний полюс Землі, розташований на півдні, називається Північним магнітним, або Південним геомагнітним полюсом, а інший, той що знаходиться на Півночі – Південним магнітним, або Північним геомагнітним полюсом.

Через магнітні полюси Землі можна провести лінії великих кіл – магнітні меридіани, перпендикулярно до них – лінії малих кіл – магнітні паралелі. Таким чином, кожній точці на Землі будуть відповідати не тільки географічні, але й магнітні координати.

Якщо у якій-небудь точці Землі вільно підвісити магнітну стрілку (тобто підвісити за центр мас так, щоб стрілка могла повертатись і в горизонтальній і у вертикальній площинах), то вона встановиться у напрямку напруженості магнітного поля Землі в даній точці.

Магнітне поле Землі схоже на поле прямого магніту. Тому вектори напруженості цього поля на магнітних полюсах вертикальні, а на магнітному екваторі – горизонтальні. В довільній іншій точці простору вектор напруженості магнітного поля нахилений до площини горизонту, отже, вільно підвішена стрілка розташовується під якимось кутом до вертикалі і під якимось кутом до горизонтальної площини у цій точці Землі (рис. 1). Через неспівпадання магнітних та географічних полюсів Землі не співпадають і площини магнітного і географічного меридіанів, які проходять через дану точку земної поверхні.

Таким чином, положення вільно розташованої магнітної стрілки характеризується двома кутами – αтаβ, визначеними для кожної точки Землі.

Рис. 1. Рис. 2.

Магнітне схилення α– це кут між напрямками географічного та магнітного меридіанів (рис. 2). Розрізняють східне та західне схилення (північний полюс стрілки відхиляється відповідно вправо чи вліво від географічного меридіану).

Рис. 3.

Магнітний нахил β– це кут між напрямком напруженості магнітного поля та горизонтальною площиною (рис. 3). Нахил буває північний і південний (північний чи південний кінець стрілки нижче горизонтальної площини).

Ці два кути – схилення та нахил – називаються елементами земного магнетизму. Приклад: для Києва α= 6˚28΄ (східне схилення для 2010 року)β= (північний нахил).

Встановлено, що напруженість магнітного поля має горизонтальну та вертикальну складові. Якщо магнітну стрілку закріпити на вертикальній осі, то вона встановиться в площині магнітного меридіану під дією горизонтальної складової магнітного поля Землі. Відмітимо, що магнітна стрілка або рамка із струмом встановиться в певному напрямку під дією вектора індукції магнітного поля, а не вектора напруженості. Але, оскільки у повітрі напруженості векторів магнітної індукції та напруженості магнітного поля співпадають і значення тавідрізняються тільки постійним коефіцієнтом, то, згідно із встановленим традиціями, говорять зазвичай про вектор напруженості магнітного поля Землі.