Bio ir savaro dėsnio taikymas matuojant Žemės magnetinio lauko horizontaliąją komponentę laboratorinis darbas

 LABORATORINIS DARBAS BIO IR SAVARO DĖSNIO TAIKYMAS MATUOJANT ŽEMĖS MAGNETINIO LAUKO HORIZONTALIĄJĄ KOMPONENTĘ Darbo užduotis. Ištirti apskritiminės srovės kuriamą magnetinį lauką ir išmatuoti Žemės magnetinio lauko horizontaliąją komponentę. Teorinio pasirengimo klausimai. Magnetinės indukcijos samprata. Bio ir Savaro dėsnis. Žemės magnetinio lauko hipotezė. Teorinė dalis. Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika yra magnetinė indukcija r . Jos modulis B skaitine verte lygus jėgai, kuria vienalytis magnetinis laukas veikia indukcijos linijoms statmeną vieno metro ilgio laido atkarpą, kai ja teka 1 A stiprio elektros srovė. Vektorius r nukreiptas taip, kaip jėga, kuria magnetinis laukas veikia magneto šiaurinį polių. z y A d B j x r α I dl j 1 pav. Laidininku tekant elektros srovei, kiekvieno judančio krūvininko elektrinis laukas kinta laike ir r dėl to kuriamas magnetinis laukas. Bio ir Savaras nustatė, kad srovės elementas jo dydžiu rr nutolusiame taške A kuria magnetinį lauką, kurio indukcija I d l (1 pav.) nuo r µ µ d B = 4 π I d l × rr r 3 ; (1) r čia µ0 = 4π⋅10-7 H/m – magnetinė konstanta. Srovės elemento r I d l vektorius nukreiptas srovės tankio j kryptimi. Dydis µ nusako aplinkos magnetines savybes ir vadinamas magnetine skvarba. Srovės elemento kuriamo magnetinio lauko indukcijos modulis d B = 0 4 π I d l r 2 sin α (2) tiesiog proporcingas laidu tekančios srovės stipriui, laido elemento ilgiui, kampo α = ∠ ( j , rr ) sinusui ir atvirkščiai proporcingas atstumo nuo laido elemento iki nagrinėjamo taško kvadratui. Be to, jis priklauso nuo aplinkos, kurioje kuriamas magnetinis laukas, savybių. Pagal laukų superpozicijos principą baigtinio ilgio l laido su srove kuriamo magnetinio lauko indukcija r B = ∫ l r d B . (3) Remiantis (1) ir (3) įrodoma, kad elektros srovei tekant R spindulio apskritu laidu, vijos centre r kuriamo magnetinio lauko indukcija B yra statmena vijos plokštumai ir lygi µ µ I B = . (4) 2 R r Kartais magnetinį lauką patogiau apibūdinti ne magnetine indukcija B , o magnetinio lauko stipriu r . Šie dydžiai susieti taip: r r H = B µ 0 µ . (5) Taigi apskritos vijos centre srovės I kuriamo magnetinio lauko stipris H = I 2 R . (6) Kaip matome iš formulės (6), magnetinio lauko stipris apibūdina tik srovės kuriamą magnetinį lauką ir neatsižvelgia į erdvę užpildančio magnetiko įtaką kuriamam magnetiniam laukui. Žemės magnetinio lauko kilmę aiškina įvairios hipotezės. Viena jų teigia, kad elektrai laidžiame ir skystame Žemės branduolyje vykstantis intensyvus ir sudėtingas medžiagos judėjimas kuria magnetinį lauką. Jam įtaką daro ir Žemės jonosferoje vykstantys procesai. Pabrėžtina, kad Žemės magnetiniai poliai nesutampa su jos geografiniais poliais, kad Žemės magnetinį lauką kuriantys procesai yra nestacionarūs. Dėl jų nepastovumo Žemės magnetinių polių padėtis, lauko stiprio modulis ir kryptis nėra visiškai pastovūs. Žemės magnetinio lauko stiprį r r išskaidykime į horizontalųjį r H h (nukreiptą pagal Žemės paviršiaus liestinę) ir vertikalųjį H v , kuris nukreiptas į Žemės centrą. Darbe naudosime magnetinę rodyklę, kuri sukasi tiktai apie vertikalią ašį. Ją horizontalioje plokštumoje veiks ir suks tik r horizontalioji komponentė H h , kurią tik ir galėsime nustatyti. Rezultatai: ; = ; tgβ = 1) = = 8.6 A/m = = 13.5 A/m 2) = = 12 A/m = = 13.32 A/m 3) = = 17.5 A/m = = 13.92 A/m 4) = = 37.5 A/m = = 12.55 A/m 5) = = 60.25 A/m = = 15 A/m Randame : = 13.658 Braižome lentelę. R= 0.2m N=200 Nr. I,mA β‘ β‘‘ Tg , A/m ,A/m , A/m 1 17,2 35⁰ 30⁰ 32,5⁰ 0,64 8,6 13,5 13,658 2 24 44⁰ 40⁰ 42⁰ 0,90 12 13,32 3 35 53⁰ 50⁰ 51,5⁰ 1,26 17,5 13,92 4 75 73 70⁰ 71,5⁰ 2,99 37,5 12,55 5 120,5 78⁰ 74⁰ 76⁰ 4,01 60,25 15

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!