Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ВЕКТОРА ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ И ПЕРЕВОДНОГО
МНОЖИТЕЛЯ ТАНГЕС ГАЛЬВОНОМЕТРА
Цель работы: определить горизонтальную составляющую вектора индукции магнитного поля земли и переводного множителя тангенс гальванометра.
Приборы и принадлежности: тангенс гальванометр, амперметр, реостат, ключ, источник напряжения.
1 Краткая теория
Направление магнитного поля земли в средних широтах наклонно к горизонтальной плоскости. Индукция
В этого поля можно разложить на горизонтальную
В0 и
В1 вертикальную составляющие. Магнитная стрелка, которая может вращаться только около вертикальной оси, отклоняется под действием горизонтальной составляющей поля. Это свойство магнитной стрелки используются в тангенс гальванометре для определения
В0. В дальнейшем, зная величину
В0, можно использовать тангенс-гальванометр в качестве прибора, измеряющего ток.
Тангенс гальванометр составляет собой плоскую вертикальную катушку радиуса
R с некоторым числом витков
п, в центре катушки в горизонтальной плоскости расположена магнитная стрелка
NS (см. рисунок 1). С магнитной стрелкой скреплен легкий и более длинный алюминиевый указатель
L (под углом 90
0 к ней), конец указателя перемещается по шкале, разделённой на градусы. Магнитная стрелка при отсутствии тока в катушке будет расположена по магнитному меридиану Земли.
Поворотом катушки около вертикальной оси можно добиться совмещения плоскости катушки с плоскостью магнитного меридиана, в этом случае один конец алюминиевого указателя стоит на 0
0, а другой на 180
0.
После такой установки катушки пропускают по ней ток, в результате чего магнитная стрелка повернётся на некоторый угол
L. Объясняется это тем, что на магнитную стрелку будет действовать два поля: горизонтальная составляющая магнитного поля
В0 и поля
В1 созданное током (см. рисунок 1).
Под действием этих полей магнитная стрелка займет такое положение равновесия, при этом равнодействующая двух полей будет совпадать с линией, соединяющей полюсы стрелки
NS . На рисунке введены такие обозначения:
N/S/ — направление магнитного меридиана Земли;
А и
В – сечение витка катушки в горизонтальной плоскости;
NS – магнитная стрелка, помещенная в центр катушки;
– горизонтальная составляющая индукции поля Земли;
– индукция магнитного поля созданного током.
2 Порядок выполнения работы
2.1 Собирают установку и устанавливают плоскость катушки гальванометра в плоскости магнитного меридиана Земли.
2.2 Присоединяют собранную цепь к зажимам источника постоянного напряжения, замыкают ключ, затем отсчитывают угол и измеряют ток по амперметру.
2.3 Не изменяя ток по величине, изменяют его направление путём перебрасывания проводов и измеряют величину //.
2.4 Повторяют опыт несколько раз (5-10) при различных токах. Ток может быть изменен при помощи реостата. Для каждого опята по формуле (2) вычисляют значение В0 и по формуле (4) постоянную С. Значение ср берется равным среднему арифметическому:
2.5 Определяют среднее значение из всех величин и С.
При полученных определенных измерениях строят график:I=f(tg)
Относительная погрешность находится для одного измерения по формуле:
Погрешностями
Dm0 и
DN пренебрегают, а погрешность
Da берется в радианах.
Число витков равно 125, радиус равен 10.80 см.
Ссылка на первоисточник:
http://www.oatk.org
