Экспериментальная установка

Экспериментальная установка состоит из тангенс-гальванометра (тангенс-буссоли[4]), подсоединенного через реостат, миллиамперметр и ключ к источнику постоянного тока. В цепь подключен переключатель, позволяющий менять направление тока в катушке. Тангенс-гальванометр представляет собой катушку большого радиуса с достаточно большим числом витков изолированного провода. В центре катушки находится стрелка компаса. Если диаметр катушки достаточно велик, а размеры магнитной стрелки малы, можно считать, что стрелка находится в однородном магнитном поле катушки. Когда ток в катушке отсутствует, стрелка компаса показывает направление горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли . Плоскость катушки ориентируют по магнитной стрелке. После включения питания цепи на магнитную стрелку будет действовать суперпозиция (сумма) горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли  и индукции магнитного поля  кругового тока, перпендикулярного (в данном случае) . В результате магнитная стрелка установится по направлению результирующей векторов индукции двух магнитных полей (рис.5.4)

.                                         (5.11)

Рис. 5.4. Суперпозиция (сумма) горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли  и индукции магнитного поля  кругового тока

Тангенс угла j отклонения магнитной стрелки от первоначального направления равен

.                                       (5.12)

Это дает возможность определения горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли

.                                    (5.13)

где m₀ =4p×10^-7 Гн/м, число витков катушки n =12, радиус катушки R= (12±0,05) см.

Измерение горизонтальной составляющей индукции

Магнитного поля Земли

Выполните измерения в следующем порядке:

1. Установите тангенс-буссоль таким образом, чтобы в отсутствии тока в катушке направлением магнитной стрелки компаса, установленного в центре катушки лежало в плоскости ее витка. Поверните корпус компаса так, чтобы один из концов стрелки указывал на нулевое деление шкалы компаса.

2. Замкните ключом цепь и установите реостатом такой ток, при котором стрелка компаса отклонится от своего нулевого положения на угол j =25°. Запишите величину тока I и значение угла j в табл. 5.1.

3. Измените направление тока в катушке, не меняя его величины, с помощью соответствующего переключателя. Запишите в табл. 5.1. величину угла отклонения магнитной стрелки от нулевого положения .

Таблица 5.1

№					, А	, Тл		,Тл
1	25°
2	30°
3	40°
4	50o
5	60o
Среднее

4. Определите среднее значение угла отклонения стрелки .

5. Повторите п.п. 3, 4, 5 при отклонениях стрелки от нулевого положения на углы 30°, 40°, 50^o, 60^o.

6. Найдите значения тангенсов углов .

7. Для каждого угла  вычислите, пользуясь формулой (5.13), горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли .

8. Для каждого угла  определите относительную и абсолютную погрешности величины .

9. Ответ запишите в форме , где  –максимальная абсолютная погрешность.