Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки

Республики Казахстан

Карагандинский Государственный Технический Университет

Кафедра физики

Лабораторная работа

Тема: «Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли»

Выполнила:

Студент ГФ, гр.БТ-15-5

Акишева М.Т.

Проверила: Тенчурина А.Р

Караганда 2015 г.

Цель работы: Произвести вычисления и статистическую обработку результатов измерений по формулам.

электромагнитный лоренц индукция вращающий

Таблица 1. Результаты измерений

Вывод: Научились определять горизонтальную направляющую напряженности магнитного поля Земли.

Ответы на вопросы:

Переменное магнитное поле всегда связано с порождаемым им электрическим полем, а переменное электрическое поле всегда связано с порождаемым им магнитным, т.е. электрическое и магнитное поля неразрывно связаны друг с другом - они образуют единое электромагнитное поле. Токи, движущиеся заряды и намагниченные тела, создают в окружающем пространстве магнитное поле.

Сила, действующая на электрический заряд Q, движущийся в магнитном поле со скоростью х, называется силой Лоренца и выражается формулой

F=Q[хB],

где В - индукция магнитного поля, в котором движется заряд. Направление силы Лоренца определяется с помощью правила левой руки.

Характеристикой магнитного поля является магнитная индукция, которая численно равна максимальному вращающемуся моменту, действующему на рамку с током, помещенную в данную точку магнитного поля, когда магнитный момент рамки равен единице.

В=[Тл]

Магнитное поле макротоков описывается вектором напряженности Н. для однородной изотропной среды вектор магнитной индукции связан с вектором напряженности следующим соотношением:

B=м₀мH,

где м₀-магнитная постоянная, м-безразмерная величина-магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды.

Закон Био-Савара-Лапласа.

Индукция магнитного поля, создаваемого элементом тока в некоторой точке А

Магнитное поле прямого тока

Магнитное поле в центре кругового проводника с током

м-безразмерная величина - магнитная проницаемость среды, показывающая, во сколько раз магнитное поле макротоков Н усиливается за счет поля микротоков среды.

На магнитное поле действуют только движущиеся в этом поле электрические заряды. Характер воздействия магнитного поля на ток различен в зависимости от формы проводника, по которому течет ток, от расположения проводника и от направления тока. Магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие, поворачивая ее определенным образом (направление нормали определяется правилом правого винта).

Магнитное поле прямого проводника с током

Магнитное поле в центре кругового проводника с током

Токи, оказавшиеся замкнутыми в толще проводника, называются вихревыми (токи Фуко). Подчиняются правилу Ленца. Вихревые токи возникают в проводниках, по которым течет переменный ток.

Закон полного тока (циркуляция вектора магнитной индукции) для магнитного поля в вакууме

Теорема о циркуляции вектора магнитной индукции в случае симметрии токов позволяет находить магнитную индукцию без применения закона Био-Савара-Лапласа, что очень облегчает вычисления. На участке соленоида В=0. Магнитная индукция ? длинного соленоида (в вакууме):

На контур с током в магнитном поле действует вращающий механический момент

или

M=p_mBsin

Потоком вектора магнитной индукции (магнитным потоком) через площадку dS называется скалярная величина, равная

dФ_В=ВdS=В_нdS

В_н=Bcos

Поток вектора магнитной индукции сквозь любую замкнутую поверхность равен нулю:

Эта теорема отражает факт отсутствия магнитных зарядов, вследствие чего линии магнитной индукции не имеют ни начала, ни конца и являются замкнутыми.

Рис. 1 Элементы магнитного поля Земли

І - соотношение магнитного диполя, силовых линий и оси вращения Земли; ІІ - основные компоненты магнитного поля; В - поверхность Земли на ограниченном участке; А - вертикальная плоскость; С - магнитная силовая линия; составляющие поного вектора Т магнитного поля; Н - горизонтальная, Z - вертикальная, І - магнитное наклонение; D - магнитное склонение; МП - направление на магнитный полюс; ГП - направление на географический полюс, III - внутреннее строение Земли

Работа по перемещению проводника с током в магнитном поле равна произведению силы тока на магнитный поток, пересеченный движущимся проводником.

dA=IdФ

Магнитное поле Земли является векторным и характеризуется положением вектора в пространстве и его напряженностью. Напряженность современного магнитного поля составляет около 0,1 А/м. Магнитное поле, которое существует на земной поверхности, является суммарным полем, образованным за счет ряда источников:

1) токов, пересекающих поверхность Земли, так называемого «вихревого» поля;

2) внешних, космических источников, не связанных с Землей;

3) магнитного поля, обусловленного причинами внутренней динамики Земли.

Размещено на Allbest.ru