13 Лаба

1.О'ясніть пристрій і принцип дії тангенс-гальванометра;

Тангенціальний гальванометр створений компанією Баннел близько 1890.

Тангенціальний гальванометр - один з перших гальванометрів, що використовувалися для вимірювання електричного струму. Він працює за допомогою компаса, який використовується для порівняння магнітного поля створюваного невідомим струмом з магнітним полем Землі. Свою назву він отримав від тангенціального закону магнетизму, в якому говориться, що тангенс кута нахилу магнітної стрілки пропорційний співвідношенню сил двох перпендикулярних магнітних полів. Вперше це було описано Клодом Пулье в 1837 році.

Тангенціальний гальванометр складається з котушки, зробленої з ізольованого мідного дроту, намотаною на немагнітну рамку, розташовану вертикально. Рамка може повертатися навколо вертикальної осі, що проходить через її центр. Компас розташований горизонтально, в центрі кругової шкали. Кругова шкала розділена на чотири квадранта, кожен з яких проградуирован від 0 ° до 90 °. До магнітної стрілкою компаса прикріплений довгий алюмінієвий покажчик. Щоб уникнути помилок через паралакса під стрілкою встановлюють плоске дзеркало.

В процесі роботи гальванометр встановлюють так щоб стрілка компаса співпала з площиною котушки. Потім до котушки підводять вимірюваний струм, який створює магнітне поле на осі котушки, перпендикулярний до магнітного поля Землі. Стрілка реагує на векторну суму двох полів і відхиляється на кут рівний тангенсу відносини цих полів.

Гальванометр орієнтований так, що площина котушки паралельна магнітному меридіану, тобто горизонтальної складової магнітного поля Землі. Коли струм проходить через котушку в ній створюється магнітне поле, перпендикулярне першому, силою:

де I - струм в амперах, n - число витків котушки і r - радіус котушки. Ці два перпендикулярних поля векторно складаються і стрілка компаса відхиляється на кут:

З тангенціального закону,, тобто

або, де K - понижуючий коефіцієнт тангенціального гальванометра.

Одна з проблем тангенціального гальванометра - складності при вимірюванні дуже великих і дуже малих струмів.

Вимірювання геомагнітного поля Землі

Тангенціальний гальванометр також можна використовувати для вимірювання горизонтальної складової магнітного поля. Для цього низька напруга живлення, підключають послідовно з реостатом. гальванометром і амперметром. Гальванометр розташовують так, щоб магнітна стрілка була паралельна котушці, при відсутності в ній струму. Потім на котушку подається напруга, яке регулюють реостатом до такої величини, щоб стрілка відхилилася на кут 45 градусів і величина магнітного поля на осі котушки стає рівною горизонтальної складової геомагнітного поля. Це поле можна розрахувати через струм, який вимірюється амперметром, число витків котушки і її радіус.

2. Чому котушку тангенс-гальванометра слід орієнтувати в напрямку магнітного мерідіана;

З умови для порівняння магнітного поля створюваного невідомим струмом з магнітним полем