3.Описание установки и метода работы

В нашей работе В_г определяется с помощью прибора, называемого тангенс - буссолью (рис.11.6). Он состоит из небольшой магнитной стрелки, вращающейся в горизонтальной плоскости, и вертикально расположенных витков проводника круговой формы, по которым можно пропускать ток.

Если плоскость витков совместить с плоскостью магнитного меридиана и пропустить по виткам ток, то магнитное поле тока В_m расположится параллельно плоскости горизонта, перпендикулярно горизонтальной составляющей магнитного поля Земли - В_г. На рис.11.7 показано это расположение магнитных полей. Под действием суммарного магнитного поля магнитная стрелка установится по направлению вектора В , который является суммой векторов В_г и В_m.

Из рис. 11.7 видно,что ctg  = В_г / В_m ,отсюда:

В_г = В_m ctg . (11.4)

Учитывая, что относительная магнитная проницаемость для воздуха

близка к единице ( =1,0003), можно индукцию магнитного поля тока В_m определить по формуле напряженности магнитного поля тока H_m .

₀ , (11.5)

где n- число витков катушки буссоли. Подставляя формулу (11.5) в формулу (11.4), получим выражение для горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли: ₀ Jn

B_r =  ctg  (Тл) . (11.6)

2r

Для определения горизонтальной составляющей индукции земного магнетизма тангенс-буссоль включают в электрическую цепь, собранную по схеме (рис.11.8). Схема позволяет измерять амперметром А ток, проходящий по круговому проводнику. Величина тока устанавливается реостатом R, а его направление изменяется при помощи двухполюсного переключателя К . Если изменить направление тока в буссоли, то направление вектора В_m изменится на противоположное.

4.Порядок выполнения работы 1. Собрать схему, указанную на рис.11.8, располагая тангенс-буссоль и реостат как можно дальше друг от друга (чтобы магнитное поле реостата не влияло на магнитную стрелку).

2. Плоскость витков проводника тангенс - буссоли расположить в плоскости магнитного меридиана Земли (т.е. плоскость витков должна совпадать с направлением магнитной стрелки, пока в витках нет тока).

3. Переключателем К замкнуть цепь и при помощи реостата отрегулировать ток так, чтобы угол отклонения стрелки от плоскости витка был около 10°.

4. Записать показания амперметра и угол ` влево.

5. При помощи переключателя К изменить направление тока в тангенс-буссоли и записать угол `` направо. Взять среднее значение  и по формуле (11.6) вычислить В_г.

6. Меняя сопротивление R, повторить опыт 4 раза. Для упрощения расчетов ток в буссоли устанавливать так, чтобы амперметр показывал целое число десятых долей ампера (указано в таблице).

В нашей работе буссоль имеет : число витков n = 10; диаметр витков 2r = 23 см.

7. Полученные значения ` и `` занести в таблицу.

ед. изм.	А	град.	град.	град.	тл
	50 10-3 100 10-3 150 10-3 200 10-3

8. Расчет относительной погрешности определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли:

B I r 

_B =  =  +  +2  , (11.7)

B_cp I r sin2

B = B_cp _B , (11.8)

I - определить по классу точности прибора.

 I_H

I =  ,

100

r = 1 мм,

sin 2 10 = 0, 342 ,

 = 0, 0174 рад.