Лабы / Лаб№8

Лабораторная работа №8

Изучение магнитного поля Земли.

Студентов 1 курса,

7 группы,

Географического факультета

Шелюто Артема

Сидоренко Александра

Цель работы: изучение магнитного поля Земли, определить горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли с помощью тангенс-буссоли.

Оборудование и принадлежности: тангенс-буссоль, источник питания, переключатель, цифровой вольтметр.

Рис.1. Электрическая схема установки

Рис. 2. Результирующее магнитное поле земли и электрического тока

H– вектор напряженности магнитного поля, созданного круговым током

H₁– вектор напряженности магнитного поля, созданного круговым током

H₀ –горизонтальная составляющая вектора напряженности магнитного поля Земли

Рабочие формулы:

H₀ = n I_. / 2r tg  (1)

I – ток,

r –радиус витков буссоли (r=0,25 м),

n – число витков(n = 32).

(2)

₁ и ₂ – углы поворота магнитной стрелки, при движении тока в разных направлениях.

Таблица 1. Результаты измерений горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

№, п/п	°	I1*103, A	I2*103, A	Iср*103, A	tg 	H0 , А/м
1	30	43	47	45	0,577	5,0
2	40	63	65	64	0,839	4,9
3	45	72	74	73	1,000	4,7
4	50	84	92	88	1,191	4,7
5	60	117	127	122	1,732	4,5

H₀ высчитывали по формуле 1

Таблица 2. Результаты измерений горизонтальной составляющей магнитного поля Земли

№, п/п	I*103, A	1°	2°	H0 , А/м
1	20	15	12	4,9
2	50	35	30	5,0
3	200	70	65	5,3

H₀ высчитывали по формуле 2

Физические выводы:

В ходе работы мы изучили магнитное поле Земли, определили горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли . По углу отклонения магнитной стрелки тангенс-буссоли и силе тока в цепи можно высчитать горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.

Ответы на контрольные вопросы.

1. ,где H– напряженность магнитного поля.

Закон Био-Савара-Лапласа:

dB=µ₀µI[dl, r]/4πr³

µ–магнитная проницаемость среды

µ₀ – магнитная постоянная

dB находится по правилу правого винта, так как dВ – векторное произведение радиус-вектора r и длины элемента проводника dl. Направление dB перпендикулярно dl и r , т.е. перпендикулярно плоскости, в которой они лежат, и совпадает с касательной к линии магнитной индукции.

2. dB=µ₀µIdl/4πR²

Тогда

B= ∫dB = µ₀µI/4πR² ∫dl = µ₀µI2πR/4πR² = µ₀µI/2R

B = µ₀µI/2R

3. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли H₀ производится с помощью тангенс-буссоли. Магнитная стрелка устанавливается по направлению равнодействующей напряженности магнитного поля. Тангенс-буссоль установлена по полю Земли. Поле тока перпендикулярно ему. Зная напряженность поля, созданного током и угол можно вычислить напряженность земного поля.

4