Теория метода и описание установки. Магнитная стрелка, которая может вращаться лишь вокруг вертикальной оси, при отсутствии других магнитных полей будет отклоняться в горизонтальной плоскости
Магнитная стрелка, которая может вращаться лишь вокруг вертикальной оси, при отсутствии других магнитных полей будет отклоняться в горизонтальной плоскости только под действием горизонтальной составляющей магнитного поля.
Это свойство магнитной стрелки используется в тангенсгальванометре для определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли (НГ). Тангенс-гальванометр представляет собой плоскую вертикальную катушку радиуса R с некоторым числом витков N. Радиус катушки и число витков указаны на тангенсгальванометре.
В центре катушки в горизонтальной плоскости расположен компас. Магнитная стрелка компаса при отсутствии тока в катушке расположена по магнитному меридиану Земли NМSМ (см. рисунок 1).
Поворотом катушки вокруг вертикальной оси можно совместить плоскость катушки с плоскостью магнитного меридиана. Если по катушке пропустить ток, то магнитная стрелка повернется на некоторый угол j. Объясняется это тем, что на магнитную стрелку будут действовать два поля: магнитное поле Земли, горизонтальная составляющая напряженности которого 
, и магнитное поле тока 
(рисунок 5). Стрелка расположится вдоль вектора напряжённости суммарного поля, который по принципу суперпозиции равен 
. На рисунке 5 SМNМ – направление магнитного меридиана Земли; А и В – сечения витков катушки горизонтальной плоскостью; NS – магнитная стрелка компаса, помещенная в центре катушки, 
– вектор горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, 
– вектор напряженности магнитного поля, созданного током в катушке, направленный перпендикулярно к плоскости катушки.
Из рисунка 5 видно, что 
.
Величина напряженности магнитного поля в центре кругового тока определяется по формуле (4):
, (5)
где I – ток, текущий в витке;
2R = D – диаметр витка катушки в метрах.
Рисунок 5 – Ориентация магнитной
стрелки под действием двух полей
(вид сверху)
Если катушка содержит N витков, то напряженность поля будет:
. (6)
Подставив значение HI в формулу (5), для НГ получим:
. (7)
Формулу (7) используют для опытного определения горизонтальной составляющей магнитного поля Земли НГ. В системе СИ напряженность измеряется в А/м.
Дата добавления: 2015-02-03; просмотров: 1551;