- •Физика.
- •Содержание
- •Изучение сведений об измерениях и электроизмерительной аппаратуре
- •Краткая теория
- •1. Метрологическая терминология
- •2. Единицы измеряемых физических величин
- •3. Погрешности измерений и измерительных приборов
- •4. Характеристики измерительных приборов
- •5. Обозначения на шкалах электроизмерительных приборов
- •6. Системы измерительных приборов
- •7. Измерение тока, напряжения
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Исследование электростатических полей
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Измерение электрических сопротивлений
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение емкости конденсатора при помощи тока низкой частоты
- •Краткая теория
- •Методика проведения измерений и описание экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение явления термоэлектричества и градуировка термопары
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Исследование явления магнитного гистерезиса
- •Краткая теория
- •Описание экспериментальной установки и методика проведения измерений
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Изучение работы электронного осциллографа
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Измерение удельного заряда электрона методом магнетрона
- •Краткая теория
- •Методика измерений и устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов измерений
- •Контрольные вопросы
- •Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Порядок выполнения работы
- •Обработка результатов
- •Контрольные вопросы
- •Изучение закона мощности переменного тока и принципа действия электрического счетчика
- •Краткая теория
- •Устройство экспериментальной установки
- •Методика определения коэффициента мощности cos , активного сопротивления ra, и емкости конденсатора с, расчета постоянной электрического счетчика
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
Определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля Земли
изучение элементов земного магнетизма и определение горизонтальной составляющей вектора напряженности магнитного поля земли.
экспериментальная установка.
Краткая теория
Элементы земного магнетизма
Земля в целом представляет собой огромный шаровой магнит. В любой точке пространства, окружающего Землю, и ее поверхности обнаруживается действие магнитных силовых линий. Иными словами, в пространстве, окружающем Землю, создается магнитное поле, силовые линии которого изображены на рисунок 19.1. Северный магнитный полюс находится у южного географического, а южныймагнитный– у северного. Магнитное поле Земли на экваторе направлено горизонтально, а у магнитных полюсов вертикально. В остальных точках земной поверхности магнитное поле Земли направлено под некоторым углом.
Существование магнитного поля в любой точкеЗемли можно установить с помощью магнитной стрелки. Если подвесить магнитную стрелкуNSна нитиL(рис. 19.2) так, чтобы точка подвеса совпадала с центром тяжести стрелки, то стрелка установится по направлению касательной к силовой линии магнитного поля Земли. В северном полушарии южный конец будет наклонен к Земле и ось стрелки составит с горизонтом угол наклонения(на магнитном экваторе наклонение равно 0). Вертикальная плоскость, в которой расположится ось стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана. Все плоскости магнитных меридианов пересекаются по прямойNS, а следы магнитных меридианов на поверхности Земли сходятся в магнитных полюсахNиS.Так как магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами, то ось стрелки будет отклоняться от географического меридиана.
Угол, который образует вертикальная плоскость, проходящая через ось магнитной стрелки (магнитный меридиан) с географическим меридианом, называется магнитным склонением (рис. 19.2). Вектор полной напряжённости магнитного поля земли можно разложить на две составляющие: горизонтальную и вертикальную (рис. 19.3). Знание углов склонения и наклонения, а также горизонтальной составляющей даст возможность определить величину и направление полной напряженности магнитного поля Земли в данной точке. Если магнитная стрелка может свободно вращаться лишь вокруг вертикальной оси, то она будет устанавливаться под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая , магнитное склонение и наклонение называются элементами земного магнетизма.
Магнитное поле кругового тока
Согласно теории, напряженность магнитного поля в центре О, создаваемого элементом длины dl кругового витка радиусом R, по которому протекает ток I, может быть определена по закону Био-Савара- Лапласа
, (19.1)
и векторная запись этого закона имеет вид
.
В этом выражении: r– модуль радиуса-вектора , проведенного из элемента проводникаdlв рассматриваемую точку поля; 1/4- коэффициент пропорциональности для записи формулы в системе единиц СИ.
В рассматриваемом примере радиус-вектор перпендикулярен к элементу тока , а по модулю равен радиусу витка, так что
и
Поэтому
(19.2)
Вектор напряженности магнитного поля направлен перпендикулярно к плоскости чертежа, в которой лежат векторы и , ориентирован по правилу буравчика.
Все векторы магнитных полей, создаваемых в точкеОразличными участками кругового витка с током, направлены в одну сторону, перпендикулярно к плоскости чертежа.
Поэтому напряженность результирующего поля в точке Оможно подсчитать так:
. (19.3)
Напряженность магнитного поля в системе СИ измеряется в А/м.