Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






  • Сервис онлайн-записи на собственном Telegram-боте
    Тот, кто работает в сфере услуг, знает — без ведения записи клиентов никуда. Мало того, что нужно видеть свое расписание, но и напоминать клиентам о визитах тоже. Нашли самый бюджетный и оптимальный вариант: сервис VisitTime.
    Для новых пользователей первый месяц бесплатно.
    Чат-бот для мастеров и специалистов, который упрощает ведение записей:
    Сам записывает клиентов и напоминает им о визите;
    Персонализирует скидки, чаевые, кэшбэк и предоплаты;
    Увеличивает доходимость и помогает больше зарабатывать;
    Начать пользоваться сервисом
  • Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли

    МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №16
    ПО ФИЗИКЕ

     

    (Раздел «Электричество и магнетизм»)

     

     

    Ростов-на-Дону 2012

    УДК 535.21/075.6

     

    Составители: проф. С.И. Егорова, доц. И.Н. Егоров, проф. Г.Ф. Лемешко

     

    Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли: метод. указания к лабораторной работе № 16.
    – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2012. – 8 с.

     

    Указания содержат краткое описание рабочей установки и методику определения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли. Методические указания предназначены для студентов инженерных специальностей всех форм обучения в лабораторном практикуме по физике (раздел «Электричество и магнетизм»).

     

     

    Печатается по решению методической комиссии факультета
    «Нанотехнологии и композиционные материалы»

     

    Научный редактор д.т.н., проф. В.С. Кунаков

     

    © Издательский центр ДГТУ, 2012

     

    Цель работы: Определить горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли.

    Приборы и принадлежности: тангенс-гальванометр, миллиамперметр, реостат, источник тока, выпрямитель, переключатель.

    Краткая теория

    Земля представляет собой огромный магнит, полюса которого лежат вблизи географических полюсов: вблизи северного географического полюса лежит южный магнитный , а вблизи южного географического – северный магнитный полюс .

    Вектор индукции магнитного поля Земли на экваторе направлен горизонтально, а у магнитных полюсов – вертикально. В остальных точках земной поверхности магнитное поле направлено под некоторым углом к горизонтальной плоскости. Существование магнитного поля в любой точке Земли можно установить с помощью магнитной стрелки.

    Для нахождения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли (т.е. величины проекции вектора индукции на горизонтальную плоскость) используется тангенс-гальванометр, который представляет собой катушку радиусом с числом витков , плотно прилегающих друг к другу, расположенную вертикально в плоскости магнитного меридиана. Толщина обмотки во много раз меньше радиуса катушки, и ею можно пренебречь. В центре катушки в горизонтальной плоскости расположена магнитная стрелка, которая может поворачиваться вокруг вертикальной оси. Магнитная стрелка при отсутствии тока в катушке будет расположена по магнитному меридиану Земли N-S (рис.1). Поворотом катушки около вертикальной оси можно добиться совмещения плоскости катушки с плоскостью магнитного меридиана, т.е. плоскость катушки устанавливается перпендикулярно горизонтальной плоскости так, чтобы она совпадала с направлением магнитной стрелки. Если после такой установки катушки по ней пропустить ток , то магнитная стрелка повернется на некоторый угол , установившись вдоль индукции результирующего поля (N1-S1) (см.рис.1), т.е. по диагонали параллелограмма, сторонами которого являются вектор индукции магнитного поля кругового тока и горизонтальная составляющая магнитного поля Земли . Объясняется это тем, что на магнитную стрелку будут действовать два поля: горизонтальная составляющая магнитного поля Земли и магнитное поле , созданное током (см.рис.1). Согласно принципу суперпозиции полей .

    Направление вектора определяется по правилу правого винта, а модуль – по формуле, вытекающей из закона Био-Савара-Лапласа:

    , (1)

    где - сила тока, протекающего в катушке, - число витков катушки, - средний радиус катушки, - магнитная постоянная.

    Из рис.1 видно, что

    . (2)

    Подставляя (1) в (2), получаем

     

    , (3)

    где - угол отклонения магнитной стрелки.

     

    Описание установки

    Установка для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли представлена на рис. 2. Тангенс-гальванометр состоит из катушки, укрепленной на вращающейся подставке. В центре катушки на вертикальной оси укреплен легкий круг (лимб) с делениями, в центре которого расположена стрелка. На электрической схеме: источник тока, - выпрямитель, - реостат, – миллиамперметр, – переключатель, меняющий направление тока, проходящего по виткам катушки тангенс-гальванометра.

    Рис.2

     

    Порядок выполнения работы

    1. Собрать электрическую цепь по схеме, изображённой на рис. 2.

    2. Поворачивая подставку тангенс-гальванометра установить стрелку компаса на 0о (180о). В этом случае витки катушки расположены в плоскости магнитного меридиана.

    3. Определить цену деления миллиамперметра .

    4. Установить переключатель в положение 1.

    5. Включить выпрямитель .

    6. Двигая ползунок реостата , добиться поворота стрелки на угол (первое значение угла). Записать соответствующее этому углу число делений , на которое отклонилась стрелка миллиамперметра.

    7. Рассчитать силу тока по формуле .

    8. Проделать аналогичные измерения для всех углов, указанных в таблице.

    9. Результаты занести в таблицу.

    10. Установить переключатель в положение 2 и повторить все измерения п.п. 5-9 для силы тока .

    11. Вычислить среднее значение силы тока для каждого угла по формуле .

    12. Рассчитать для каждого угла горизонтальную составляющую индукции по формуле (3). (значения и указаны на установке).

    13. Рассчитать среднее значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли .

    14. Рассчитать абсолютные погрешности каждого измерения по формуле .

    15. Рассчитать среднее значение абсолютной погрешности .

    16. Рассчитать относительную погрешность по формуле

    .

    17. Результат эксперимента представить в виде:

    Таблица

      мА дел град   - дел   мА   дел   мА   мА   Тл Тл %
    1       0, 36              
        0, 47              
        0, 58              
        0, 70              
        0, 84              
        1, 00              
        1, 19              
        1, 43              
        1, 73              
    ср        

    Контрольные вопросы(для защиты)

     

    1. Как устанавливается магнитная стрелка в магнитном поле? Почему?

    2. Сформулируйте закон Био-Савара-Лапласа. Как определить направление векторов индукции магнитного поля, образованного круговым током?

    3. Объясните устройство и принцип действия тангенс-гальванометра.

    4. Почему следует ориентировать катушку тангенс-гальванометра в направлении магнитного меридиана?

    5. В чем заключается принцип суперпозиции магнитных полей?

     

    Рекомендуемая литература

    1. Федосеев В. Б. Физика / В. Б. Федосеев. – Ростов н/Д: Феникс, 2009.

    2. Савельев И.В. Курс общей физики. Т. 3 / И.В. Савельев. – СПб.: Лань, 2006.

    3. Трофимова Т.И. Курс физики / Т.И. Трофимова. – М.: Высш. шк, 2004.

    4. Кунаков В.В. Магнетизм: учеб.-метод. пособие / В.В. Кунаков [и др.]. – Ростов н/Д: Издательский центр ДГТУ, 2011.

     

     

    Редактор Т.В. Колесникова

    ________________________________________________________

    В печать 19.01.2012.

    Объём 0, 5 усл. п.л. Офсет. Формат 60x84/16.

    Бумага тип №3. Заказ №.Тираж 60 экз. Цена свободная

    ________________________________________________________

    Издательский центр ДГТУ

    Адрес университета и полиграфического предприятия:

    344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1

    <== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
    Требования к отчету. В отчете необходимо дать полную характеристику кинематической структуры привода, заключение о закономерности ряда частот вращения и соответствии его | Теоретическая часть. Методические указания к лабораторной работе №19




    © 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
    Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
    Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.