Описание установки и метода измерений

В данной работе для определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли используется тангенс-гальванометр (рисунок 4).

Рисунок 4 – Тангенс-гальванометр

Тангенс-гальванометр представляет собой большое вертикально поставленное кольцо 1, на которое намотано несколько десятков витков проволоки. В центре кольца помещается небольшая магнитная стрелка 2 (компас), свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси в горизонтальной плоскости.

Если кольцо тангенс-гальванометра расположить в плоскости магнитного меридиана, то при отсутствии тока в нем, магнитная стрелка установится в этой же плоскости.

При пропускании тока по виткам кольца вокруг него создается магнитное поле, вектор напряженности которого в центре кольца направлен перпендикулярно к плоскости витков и, следовательно, к вектору .

Таким образом, стрелка будет находиться под воздействием двух взаимно перпендикулярных магнитных полей: магнитного поля Земли и магнитного поля тока в кольце . Магнитная стрелка устанавливается по направлению равнодействующей (рисунок 5):

. (8)

Рисунок 5 – Положение магнитной стрелки в тангенс-гальванометре

при включенном круговом токе

Из рисунка 5 следует, что

(9)

С учетом (5) при N витках напряженность магнитного поля тока в центре прибора:

(10)

Тогда горизонтальная составляющая магнитного поля Земли:

(11)

Согласно общей теории ошибок возможная относительная ошибка определения напряженности поля по формуле (11) выражается суммой:

(12)

Из (12) следует, что ошибка, связанная с неточностью отсчета угла, будет минимальная при φ = 45°. Таким образом, в опыте необходимо подобрать такую силу тока, чтобы отклонение стрелки было близко к 45°.

Поиск по сайту: