Tyrimas: Bio ir Savaro dėsnio taikymas matuojant Žemės magnetinio lauko horizontaliąją komponentę

1. Darbo užduotis. Ištirti apskritos srovės kuriamą magnetinį lauką ir išmatuoti Žemės magnetinio lauko horizontaliąją komponentę. 2. Teorinė dalis. Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika yra magnetinė indukcija B. Jos modulis B skaitine verte lygus jėgai, kuria vienalytis magnetinis laukas veikia indukcijos linijoms statmeną vieno metro ilgio laido atkarpą, kai ja teka 1A stiprumo elektros srovė. Vektorius B nukreiptas taip, kaip jėga, kuria magnetinis laukas veikia magneto šiaurinį polių. Laidininku tekant elektros srovei, kiekvieno judančio krūvininko elektrinis laukas kinta laike ir dėl to kuriamas magnetinis laukas. Bio ir Savaras nustatė, kad srovės elementas Idl, nuo jo dydžiu r nutolusiame taške A, kuria magnetinį lauką, kurio indukcija ; čia - magnetinė konstanta. Srovės elemento Idl vektorius nukreiptas srovės tankio j kryptimi. Dydis nusako aplinkos magnetines savybes ir vadinamas santykine magnetine skvarba. Srovės elemento kuriamo magnetinio lauko indukcijos modulis tiesiai proporcingas laidu tekančios srovės stiprumui, laido elemento ilgiui, kampo 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 . Elektros srovei tekant R spindulio apskritu laidu, vijos centre kuriamo magnetinio lauko indukcija yra statmena vijos plokštumai ir lygi . Kartais magnetinį lauką patogiau apibūdinti ne magnetine indukcija B, o magnetinio lauko stiprumu H. Šie dydžiai susieti taip: . Taigi, apskritos vijos centre srovės I kuriamo magnetinio lauko stiprumas . Magnetinio lauko stiprumas 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 leidžiame 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, o taip pat, kad Žemės magnetinį lauką kuriantys procesai yra nestacionarūs. Dėl jų nepastovumo Žemės magnetinių polių padėtis, lauko stiprumo modulis ir kryptis nėra visiškai pastovūs. Žemės magnetinio lauko stiprumą išskaidykime į horizontalųjį ir vertikalųjį . Pastarasis nukreiptas į Žemės centrą. Darbe naudosime magnetinę rodyklę, kuri sukasi tiktai apie vertikalią ašį. Ją horizontalioje plokštumoje veiks ir suks tik horizontalioji komponentė , o tuo pačiu tik ją galėsime nustatyti. 3. Aparatūra ir darbo metodai. Darbe naudosime prietaisą, kurį sudaro trumpa ritė, susidedanti iš spindulio R=0,12m apskritų N=180 vijų. Ją galima laisvai sukti apie vertikalią ašį. Jos centre ant vertikalios ašies užmauta magnetinė rodyklė. Tokį prietaisą vadina tangentiniu galvanometru. Jis įjungiamas į nuolatinės srovės šaltinio 3 maitinamo grandinę. Grandine tekančios srovės stiprumą reguliuojame varžynu 4, jos stiprumą matuojame miliampermetru 3, o jos kryptį pakeičiame komutatoriumi 4. grandine netekant elektros srovei magnetinė rodyklė orientuojasi Žemės magnetinio lauko horizontaliosios komponentės kryptimi. Išilgai šios krypties orientavę ritės plokštumą, rite paleidžiame I stiprumo elektros srovę. Ji ritės centre kuria stiprumo magnetinį lauką. Vektorius H statmenas ritės plokštumai, o tuo pačiu ir vektoriui H. Dabar magnetinė rodyklė orientuosis šių vektorių atstojamosios H=H + H kryptimi, t.y. atsilenks kampu . Didinant srovės stiprumą, sutinkamai, didės srovės magnetinio lauko stiprumas H , o tuo pačiu magnetinės rodyklės atsilenkimo kampas. Šio kampo tangentas . Žemės magnetinio lauko horizontalioji komponentė Grandine netekant srovei, TG ritės plokštumą pastatome vertikaliai išilgai magnetinės rodyklės ir magnetinės rodyklės kampų skalę pasukame taip, kad jos 0 padala sutaptų su rodyklės polių ašimi. Įjungę srovės šaltinį, varžynu parenkame tokį srovės stiprumą, kad magnetinė rodyklė atsilenktų apie 5 laipsnius. Srovės stiprumo ir kampo vertes surašome į lentelę. Tuomet, nekeičiant srovės stiprumo, jos kryptį komutatorium pakeitus į priešingą ir magnetinei rodyklei atsilenkus į kitą pusę, išmatuojame kampą . Tokius matavimus atliekame dar 4 kartus, vis didindami srovės stiprumą. Kiekvienam atsilenkimo kampui apskaičiuojam vidurkį. Apskaičiuojame Žemės magnetinio lauko horizontaliosios komponentės vidurkį. Nubraižome grafiką. 4. Darbo rezultatai. N- 180 vijų R- 0,12 m Nr. I,A ’ “ tg Hc , A/m Hh , A/m

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!