Визначення горизонтальної складової індукції магнітного поля землі
Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Земна куля являє собою своєрідний магніт, лінії магнітної індукції якого в кожній точці Землі спрямовані під деяким кутом до горизонту. Цей кут називається кутом схилення. На екваторі кут відміни дорівнює нулю. Це означає, що вектор магнітної індукції на екваторі паралельний поверхні Землі. У всіх інших точках вектор магнітної індукції можна розкласти на дві складові - паралельну обрію, або горизонтальну складову і перпендикулярну їй вертикальну складову:
Горизонтально розташована магнітна стрілка орієнтується уздовж горизонтальної складової земного магнітного поля, тобто уздовж магнітного меридіана.
Метою роботи є визначення горизонтальної складової магнітного поля Землі.
ОПИС УСТАНОВКИ І МЕТОДИКИ ВИЗНАЧЕННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНІЙ СКЛАДОВОЇ
Схема експериментальної установки для визначення представлена на рис.1.
Вона включає джерело живлення постійного струму ІП, амперметр А, магазин опорів R, за допомогою якого можна змінювати струм в ланцюзі, перемикач К, за допомогою якого можна змінювати напрямок струму в ланцюзі, і тангенс-гальванометр Г. Тангенс - гальванометр є
вертикально розташовану провідну котушку радіуса r. має N витків. У центрі котушки поміщається компас. Магнітна стрілка компаса може обертатися тільки в горизонтальній площині. Тому вона реагує на горизонтальну складову магнітного поля в центрі котушки.
При вимкненому джерелі струму ВП. тобто за відсутності зовнішнього магнітного поля, стрілка компаса розташовується уздовж магнітного меридіана. Встановимо площину котушки тангенс-гальванометра також уздовж магнітного меридіана, тобто паралельно магнітній стрілці.
Якщо тепер через котушку пропустити електричний струм, то в центрі котушки вектори магнітних полів котушки Вк і Землі Вг будуть перпендикулярні один одному (рис.2). Магнітна стрілка відхилиться від свого початкового положення і встановиться в напрямку результуючого вектора. З рис.2 видно, що індукції В к і ВГ пов'язані між собою співвідношенням:
Значення індукції поля котушки в її центрі, тобто в місці розташування магнітної стрілки, знаходиться за формулою для магнітного поля кругового струму:
З формул (2) і (3) слід:
Визначивши кут a. на який відхилиться стрілка від напряму меридіана при струмі I через котушку, і знаючи параметри котушки тангенс-гальванометра, за формулою (4) можна обчислити величину горизонтальної складової Вг магнітного поля Землі.
Якщо змінити за допомогою перемикача К напрямок струму в котушці тангенс-гальванометра, не змінюючи його величини I. стрілка компаса відхилиться на такий же кут a в протилежну сторону по відношенню до меридіану (рис.2).