Лабораторна робота № Мг-1(31). Визначення горизонтальної складової індукції та напруженості магнітного поля землі

Мета роботи– визначити горизонтальну складову індукції та напруженості магнітного поля Землі за допомогою тангенс-бусолі.

Магнітне поле – це складова загального електромагнітного поля, яка утворюється рухомими зарядами (струмами) і діє відповідно на рухомі заряди (струми). Основною характеристикою магнітного поля є вектор магнітної

індукції ⃗, який в даній точці поля пропорційний силі, яка діє на північний

полюс нескінченно малої магнітної стрілки, вміщеної в цю точку магнітного

поля. Сила, що діє з боку магнітного поля на південний полюс стрілки,

напрямлена протилежно вектору ⃗.

Магнітне поле можна зобразити графічно за допомогою ліній магнітної

індукції. Лініями магнітної індукції (магнітними силовими лініями) називають

криві, дотичні до яких в кожній точці збігаються з напрямом вектора ⃗в цих точках.

Крім магнітної індукції ⃗, вводиться ще одна характеристика – напруженість ⃗. Напруженість магнітного поля ⃗ не залежить від магнітних

властивостей середовища і характеризує магнітне поле, що його створює струм.

У випадку однорідного та ізотропного середовища:

⃗ ⃗

де μ – відносна магнітна проникність середовища; μ0 = 4π∙10-7Гн/м – магнітна стала.

Застосовування компаса, магнітна стрілка якого завжди встановлюється в кожному місці Землі певним чином, свідчить про те, що Земля є магнітом і що у навколоземному просторі існує магнітне поле. Магнітні полюси Землі не

збігаються з її географічними полюсами. Магнітні полюси дрейфують з часом.

Наприклад, магнітний полюс Північної півкулі знаходився у 1600 році на відстані близько 1300 км від географічного полюса, а тепер його відстань – до 2100 км.

Рисунок 31.1 Магнітне поле Землі

Внаслідок розходження магнітних та географічних полюсів, між площиною магнітного меридіана (у цій площині встановлюється стрілка компаса) і площиною географічного меридіана для кожного місця Землі завжди існує певний кут, який називається кутом схилення. Стрілка компаса встановлюється не горизонтально до поверхні Землі, а під деяким кутом, який називається кутом нахилу. Це означає, що лінії магнітного поля не паралельні поверхні Землі, а дещо нахилені. Кут нахилу неоднаковий для різних точок Землі. Силові лінії магнітного поля Землі на екваторі напрямлені горизонтально до її поверхні, біля магнітних полюсів – вертикально, а у всіх інших місцях – під деяким кутом.

Магнітне поле у кожній точці Землі характеризується горизонтальною складовою напруженості магнітного поля (проекцією напруженості магнітного поля на горизонтальну площину), кутами схилення і нахилу.

Для визначення горизонтальної складової магнітної індукції HГмагнітного поля Землі у даній лабораторній роботі користуються тангенс-бусоль, схему якої

показано на рис. 31.2.

Тангенс-бусоль складається з колової рамки, на яку

S N