Вывод рабочей формулы

Земля окружена магнитным полем. Количественной характеристикой магнитного поля является напряженность. Напряженность - векторная величина. Она направлена по касательной к силовой линии магнитного поля. Направление силовых линий магнитного поля Земли схематично изображено на рис. 2.1. Вектор напряженности магнитного поля Земли образует угол с горизонтальной плоскостью, так как силовые линии не параллельны земной поверхности.

Напряженность можно разложить на составляющие: горизонтальную и вертикальную . Магнитная стрелка, которая может вращаться в горизонтальной плоскости, будет отклоняться только под действием горизонтальной составляющей поля и расположится по магнитному меридиану Земли. Это свойство магнитной стрелки используется для определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли с помощью тангенс – гальванометра.

Тангенс - гальванометр состоит из n витков проволоки, намотанной на кольцо АВ, в центре которого укреплена на вертикальной оси магнитная стрелка; ее отклонения фиксируются на градусной шкале (рис. 2.2). Если по обмотке кольца пропустить постоянный ток, то стрелка повернется на некоторый угол . Поворот стрелки вызывается магнитным полем кругового тока, вектор напряженности которого будет в центре кольца направлен перпендикулярно его плоскости. На магнитную стрелку в этом случае будут действовать две силы: сила магнитного поля кругового тока и сила действия горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Магнитная стрелка займет положение равновесия под действием этих полей, и

Рис.2.2. Магнитная стрелка под действием двух полей

ее ось будет совпадать с направлением равнодействующей векторов напряженности и (рис. 2.2). Из треугольника находим откуда

(2.1)

Из равенства (2.1) следует, что для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли нужно знать угол и напряженность поля кругового тока. Угол отсчитывается по шкале компаса, а напряженность поля кругового тока вычисляется по формуле:

(2.2)

где I - сила тока, R - радиус кольца тангенс - гальванометра, n - число его витков.

Подставляя значение из (2.2) в формулу (2.1), получим рабочую формулу для вычисления горизонтальной составляющей магнитного поля Земли :

(2.3)

Описание установки

Схема рабочей установки представлена на рис. 2.3. Установка состоит из источника постоянного тока Б, потенциометра П, миллиамперметра мА, двухполюсного переключателя К и тангенс - гальванометра ТГ. Число витков катушки n = 75 и ее радиус R = 14 см. При помощи потенциометра осуществляется изменение силы тока, проходящего через катушку тангенс - гальванометра. Сила тока в цепи измеряется миллиамперметром. Переключатель К позволяет изменять направление тока в катушке тангенс - гальванометра, что приводит к уменьшению погрешности в определении угла отклонения стрелки.

Рис.2.3. Электрическая схема установки

Date: 2016-11-17; view: 2663; Нарушение авторских прав