To tylko jedna z 5 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Zagadnienia teoretyczne. Gdy przez przewodnik przepływa prąd, wytwarza się wokół niego pole magnetyczne. Prawo Biota-Savarta służy do obliczania indukcji dB pola magnetycznego wytworzonego przez element prądu. By obliczyć indukcję pola w punkcie P, korzystamy ze wzoru: dB Ids r 0 2 4 sin gdzie r jest odległością elementu prądu od punktu P, a θ kątem pomiędzy tym promieniem a elementem dl. Kierunek wektora indukcji pola jest równy kierunkowi wektora dl ⋅r. Ziemia, jak i wiele innych planet, posiada własne pole magnetyczne: Pole jest to przedstawione w każdym punkcie przestrzeni za pomocą całkowitego wektora pola, określonego (w zależności od układu współrzędnych) przez różne składowe: całkowite natężenie H, składową poziomą Hh i pionową Hp, deklinację (kąt miedzy południkiem magnetycznym i geograficznym, co wynika z różnej lokalizacji tych dwóch typów biegunów) i inklinację (kąt między wektorem pola a poziomem). Ponieważ ten kąt zmienia się od 0 do 90 ° od równika magnetycznego do bieguna, oczywistą sprawą jest że składowa pozioma (która jest ściśle powiązana z inklinacją) będzie się również w podobny sposób zmieniać. Ciekawostką jest fakt, że bieguny magnetyczne nieco przesuwają swoje położenie z roku na rok. Ziemskie pole magnetyczne wykazuje nieregularne zmiany kierunku i natężenia, wywołane przez burze magnetyczne, które pojawiają się w czasie największej aktywności na powierzchni Słońca. Co więcej, co 960 lat bieguny zamieniają się miejscami, co zmienia kierunek pola magnetycznego. To wszystko ma oczywiście swój wpływ na zmienne wartości poziomej składowej magnetyzmu ziemskiego i trudność powtórzenia dwa razy tych samych wyników. Do mierzenia składowej poziomej magnetyzmu ziemskiego można użyć busoli stycznych. Busola ta jest właściwie galwanometrem z ruchomym magnesem, który w większości przypadków jest po prostu igłą kompasu. Jeżeli przez uzwojenie busoli puścimy prąd elektryczny, na igłę oprócz pola magnetycznego Ziemi będzie działać pole magnetyczne prądu w uzwojeniu. Zmieniając natężenie prądu spowodujemy zmianę wychylenia igły o kąt α, co wynika z faktu, że oba pola magnetyczne się sumują. Ponieważ natężenie pola magnetycznego ziemi tworzy z płaszczyzną powierzchni Ziemi kąt ϕ, można je rozbić na składową poziomą i pionową. Ponieważ igła kompasu jest zamontowana w pozycji horyzontalnej, widać że działa na nią siła
(…)
… do zwojów źródło prądu stałego, korygowane potencjometrem i
sprawdzane na amperomierzu cyfrowym. Mierzono wychylenie igły dla prądu od 0.0A
do 4.0A co 0.5A. Pomiary wykonano dla prądu płynącego w obu kierunkach i
zapisano w tabeli na pierwszej stronie.
Opracowanie wyników pomiarów
Korzystając ze wzoru podanego wcześniej, H h
I N ctg
, policzono
2r
wartość składowej poziomej dla każdego z pomiarów…
… wypadkowych ziemi i busoli, po
kilku przekształceniach otrzymamy wzór na składową poziomą pola magnetycznego
Ziemi:
Hh
I N ctg
2r
Dodatkowo busola stycznych może służyć jako amperomierz. Ponieważ liczba
zwojów i promień uzwojenia busoli są stałe, jak również składowa pozioma
magnetyzmu ziemskiego, określając je wszystkie jako stałą k, otrzymujemy wzór I=k⋅tg
α. W tym przypadku bardzo prostą sprawą…
…, by można było realistycznie ocenić lub wyliczyć błąd pomiaru.
Poczynając od trudności zmierzenia rzeczywitego promienia zwojów z dokładnością
większą niż pół centymetra, poprzez niemożliwe do zmierzenia tarcie w igle
magnetycznej, zużyty potencjometr na którym ustawienie żądanego natężenia prądu
graniczyło z cudem, zbyt małą dokładność podziałki skali busoli, aż do braku osłony
igły przed chociażby oddechem operatora…
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)