Порядок выполнения работы. 2. Поворачивая тангенс-гальванометр, установить плоскость витков тангенс-гальванометра в плоскости магнитного меридиана (стрелка компаса параллельна

1. Включить установку.

2. Поворачивая тангенс-гальванометр, установить плоскость витков тангенс-гальванометра в плоскости магнитного меридиана (стрелка компаса параллельна кольцу).

3. Вращая лимб тангенс-гальванометра, установить конец магнитной стрелки на нулевое деление шкалы (α = 0).

4. Изменяя реостатом силу тока в цепи, установить на амперметре значение силы тока I= 0,4 А.

5. По шкале тангенс-гальванометра определить угол отклонения магнитной стрелки α. Результаты измерений занести в таблицу 5.1.

Т а б л и ц а 5.1

6. Определить углы отклонения магнитной стрелки α, соответствующие токам I= 0,5 А и I = 0,6 А.

7. Занести в таблицу измерений данные о параметрах установки.

8. По расчетной формуле (5.11) найти значения Н₀.

9. Найти среднее значение горизонтальной составляющей.

10. Рассчитать абсолютную ΔН и относительную Е погрешности измерений по формулам:

ΔН₀ = Н · ; Е = ·100%,

где ΔI = ; Δα = 1⁰ , γ – класс точности амперметра, I_н – номинальное значение тока. Из формулы видно, что абсолютная ошибка будет уменьшаться при увеличении силы тока I и синуса угла 2α. Максимальное значение sin2α равно единице, отсюда следует, что угол α равен 45^о, а Δα = 1º = 0,0175 рад. Таким образом, расчет горизонтальной составляющей магнитного поля Земли и погрешности , следует проводить при углах α ≈ 45^о, то есть в области наименьших ошибок.

11. Рассчитать теоретическое значение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли по формуле:

Н₀ =

где р_m = 8,17·10²¹ А/м – магнитный момент Земли;

R = 6,37·10⁶ м – радиус Земли;

φ = 52⁰ – широта Иркутска.

12. Записать результат в виде: Н₀= (Н_ср ± ΔН₀) А/м. Сделать вывод о проделанной работе.

Контрольные вопросы

1. Какими физическими величинами характеризуется магнитное поле? В каких единицах они измеряются?

2. Какие существуют гипотезы относительно происхождения магнитного поля Земли?

3. Запишите закон Био-Савара-Лапласа. Примените его к расчету напряженности (или индукции) магнитного поля в центре кругового тока.

4. В чем заключается принцип суперпозиции полей?

5. Опишите принцип работы тангенс-гальванометра и выведите расчетную формулу.