Brief Theory - studopediya
Az Oktatási Minisztérium a Magyar
Baskír State University
Módszertani útmutató a teljesítmény a laboratóriumi munka a 12 villamos energia
Tanulmány a Föld mágneses mezeje, és meghatározzuk a elektrodinamikus állandó tangens-galvanometer
Megjelent a döntés a Department of General Fizika
Tanulmány a Föld mágneses mezeje, és meghatározzuk a elektrodinamikus állandó ÉRINTŐVEKTOR-galvanometer.
A cél a munkát. tanulási eszközök és működési elvei az érintő-galvanométeren meghatározása a vízszintes összetevője a Föld mágneses tere, a meghatározása a elektrodinamikus állandó.
Műszerek és kiegészítők. Tangent - galvanométert a DC és AC voltmérő, ampermérő, kondenzátor bank.
Bolygónk, mint egy óriási mágnes mágneses tér (geomagnetism vagy földi mágnesesség).
A létezése mágneses tér bármely pontján a Földnek lehet állítani a mágneses tű. Ha lógott mágneses NS nyíl fonalat Ltak a felfüggesztési pont egybeesik a súlypont a nyíl, a nyíl irányában válik érintő a erővonal a mágneses tér a Föld. Az északi féltekén - a déli végén van döntve a Föld felé és nyíl lesz a dőlésszöge a horizonton # 952; (A mágneses egyenlítő hajlása # 952; értéke 0). A függőleges sík, amelyben a kezében található nevezzük a sík a mágneses meridián. Minden mágneses meridián síkja metszi vonal mentén NS, és a nyomok a mágneses meridián a Föld felszínén konvergál a mágneses pólusok N és S Mivel a mágneses pólusok nem esnek egybe a földrajzi pólusok, a nyíl fogják utasítani a földrajzi meridián. A szög, amelyet képez átmenő függőleges sík a nyíl (azaz a mágneses meridián) földrajzi meridián nevezzük mágneses elhajlás # 945;.
A jelenlegi elmélet a földi mágnesesség lehet két csoportra oszthatók:
Magyarázó elméletek a jelenléte a mágneses mező elektromos keringő áramok nagyobb mélységben a Föld folyékony mag.
Elméletek azon a feltételezésen alapul, hogy a földkéreg tartalmaz annak különböző területein eltérő mennyiségű mágneses kőzetek.
Azonban az eredete a Föld mágneses mezejének jelenleg még nem talált
Egy jellemző a mágneses mező a Föld, valamint bármilyen mágneses mező a mágneses indukció vektor és összetevői. A terjeszkedés a vektor komponensek rendszerint egy derékszögű koordináta-rendszert, amelyben a tengely van tájolva az irányt a földrajzi meridián, és a tengely - irányába tengelyével párhuzamos irányban tekintjük pozitívnak, hogy az északi, és a tengely - a keleti. A harmadik tengely ebben az esetben lesz egy függőleges helyzetbe.
Ábra. Az 1. ábra egy vektor és annak vetülete a koordináta tengely és az XY síkban. A vetítés e vektor-ra az X tengely komponenst és északi jelöljük X. vetülete az Y tengelyen az úgynevezett keleti komponens Y és Z tengely a vetülete a függőleges összetevő Z.
A vetítés a gépen XOY úgynevezett horizontális komponense a Föld mágneses indukció területeken:
Plane. amely egy vektor. az úgynevezett mágneses meridián síkja, és a bezárt szög a síkon, és - a mágneses eltérés.
Declination, hajlam, a vízszintes komponens, valamint alkatrészek: északi, keleti és vertikális - nevezzük elemei a Föld mágnesesség.
Meghatározása a vízszintes összetevője 0 kényelmesen történik egy ún TANGENT galvanométer amely ábrán látható. 2.
Tekintsük a kör alakú vezetőt sugara álló tekercsek elhelyezve egy függőleges síkban a geomágneses meridián. A központban a körkörös mágneses vezető tesz nyíl forog egy függőleges tengely körül. Ha a tekercs áramot engedünk. majd egy mágneses mező kiváltani jelenlegi merőlegesen arra a síkra, a tekercs.
Így, mágneses tű jár két egymásra merőleges komponenseket az indukció a mágneses mező a föld mágneses mező és a jelenlegi. A mágneses tű van eltérítve szögben # 946;, telepített az irányt a kapott i. - az átlós a paralelogramma oldalai pedig a jelenlegi és 0
Könnyen belátható, hogy
Ahol - állandó (adott pont a Földön) tangens galvanometer.
Nem szabad elfelejteni, hogy a (2) közelítjük, t. E. Igaz csak abban az esetben, ha a méret a tű sokkal kisebb, mint a sugara a kör alakú áramnak. Ellenkező esetben a végső a nyíl hosszának megköveteli, hogy bizonyos módosításokat. Belátható, hogy ha egy mágneses tű van elhelyezve a közepén egy kör alakú áram, és egy attól térközzel, ebben az esetben a mezőt
Az alábbiakban látni fogjuk, hogy a legkedvezőbb szögben mért érték lesz abban az esetben, ha ez a szög közel van.
Szerelési vázlat ábrán látható. 3.
B - feszültségforrás,
U - feszültség kapcsoló tan - galvanométert
TG - tan - galvanometer
Meghatározása a vízszintes összetevője a Föld mágneses tere.
· Gyűjtsük össze a diagramon látható. 3;
· Forgassa el az állványt galvanométerrel tekercs beállítani úgy, hogy síkjában a geomágneses meridián:
· Tartalmazza jelenlegi tekercselés tan - galvanometer és mérési érték ellenálláson keresztül. keresek egy elfordulási szög a nyíl. erősít ez aktuális értékét i1. Ezután módosítsa helyzetben P kapcsoló ismét elérni forgatóképesség nyilak a szög 45 # 730;, rögzített folyó értékű i2.
· Számítás és ez az áram értékét úgy számítjuk ki, (2) érték (T). Feltételezve, = 100 fordulat, = 10,25 cm;
· Értékeltük (3) maximális mérési hiba. Tekintettel arra, hogy az érték pontosan ismert, és az abszolút hiba nem haladja meg a fél elosztjuk a végtagok és a relatív hiba a mért áram esetben csak a pontossági osztály milliammeter.
Mivel a tekercs tangens - galvanométeren nehéz pontosan beállítani az irányt észak - déli. Lehetőség van, hogy a mérést is, anélkül előzetes orientáció tárcsás zár szögek és a kiindulási helyzetbe mindkét irányban egy bizonyos mennyiségű áramot.
Ábra. 4 azt mutatja, hogy:
és ahol - az indukciós mező a tekercs különböző áramirányhoz ott.
kiindulási anyagként (4) nélkül meghatározható előzetes a tekercs iránya tangens - galvanométer;
- képlet segítségével (4) értékének meghatározására anélkül, előzetes a tekercs iránya érintő - galvanométer. Mérések több értékek által termelt áram a tekercsben áramkörben (3-4 érték), és a kapott értékeket, hogy meghatározzuk annak számtani átlagértéke;
- kijelző feltételt, amely mellett a mérés a legelőnyösebb. megszerzése képlet:
Meghatározása az elektrosztatikus állandó a tangens-gallvanometra.
A fő e6dinitsami a CGSE rendszer 1 cm, 1 g és 1 s. A villamos energia mennyisége (töltés) ebben a rendszerben határozza meg a Coulomb-törvény:
ahol - a dielektromos állandója a közeg (a CGSE - dimenzió nélküli mennyiség).
Per egység töltés CGSE rendszer kerül elfogadásra ilyen díj, amely kölcsönhatásba lép vákuumban (= 1), azonos értéke töltés található a parttól 1 cm, erő 1 dyne = 10 -5 N.
A (6) következik, hogy a dimenziója díj:
Mivel a jelenlegi határozza meg villamos energia mennyisége áthaladt a keresztmetszete 1 (), a dimenziója:
Közvetlen mérése a jelenlegi rendszerben CGSE nehéz. Azonban, ez a gyakorlat mennyiség mérésével határozzuk meg a kapacitást, és a különbség a potenciál a lemezeket.
Az egység a potenciális különbség az alábbi képlet szerint vett potenciális különbség a két pontot, a mozgása töltés közötti egység, amely kíséri a kiadásokat a munka 1 Erg. A méret a potenciális különbség:
Per egység kapacitás [C]. elfogadott vezető képesség, egy üzenetet, hogy a töltés 1 egység. CGSE [x] változik a lehetséges a vezeték 1 egység. CGSE [U] tartály cm dimenzióban.
A fő egységei a rendszer CGSM 1 cm, 1 g, 1 s. A jelenlegi ebben a rendszerben alapul erősségét meghatározó közötti kölcsönhatás két hosszú párhuzamos végtelenített huzal:
ahol - az áram a vezeték,
r - a köztük lévő távolság.
l - hossza a vezeték, amelyen a számított erő,
m - a mágneses permeabilitása közepes (dimenzió nélküli folyamat változó CGSM).
Per egység áram CGSM elfogadni egy ilyen áram, mentén áramló két párhuzamos, végtelen hosszúságú és elhanyagolhatóan kis keresztmetszetű távolságban elrendezett 2 cm-re egymástól vákuumban (m = 1), okozza az erős kölcsönhatás közöttük egyenlő egy din a 1 cm hosszú a vezető.
(7) következik, hogy a dimenzió a jelenlegi:
Pontos által végzett kísérletek Weber és Kohlrausch W. F. (1856), Stoletovym A. G. (1876), Eyhenvaldom A. A. (1901) kimutatta, hogy az arány a jelenlegi hálózati egységek és CGSE CGSM rendszerek számszerűen egyenlő :,
Ahol - elektrosztatikus konstans, a dimenziója, amely egyenlő:
Így a elektrodinamikus állandó egyenlő a fénysebesség vákuumban, nem csak abszolút értelemben, de ez azzal a dimenziója sebesség. A számérték lehet meghatározni, ha a jelenlegi azonos nagyságrendű egységekben mérjük a két rendszer. Ebben a papír, a jelenlegi CGSM rendszer segítségével mérni az érintő - galvanométerrel és CGSE rendszer - közvetve. Figyelve a kondenzátor kisülési.
(8) következik a kifejezést az azonos áram CGSE rendszer egy szám, amely időnként nagyobb, mint kifejezés az azonos áram CGSM rendszerben.
Következésképpen, az egység CGSE jelenlegi rendszer: a szer kevesebb, mint a jelenlegi rendszer egység CGSM:
Ábra. 5. kapcsolási rajz meghatározására nagyságát. Elektromágneses megszakító P váltakozva zárja a kapcsolatok M és N, ezáltal díjak és kisüti a kondenzátor révén a tekercs saját érintője - TG galvanométer. A feszültség az a kondenzátor lemezek mérjük voltmérővel. Az alkalmazott feszültség beállítjuk potenciométer.
Ha a kondenzátor. terhelik az esetleges mentesítési a tekercseken át a tan - galvanometer. Hogy általuk szivárog díjat. Ha másodpercenként soros kondenzátor feltöltéshez áramforrás, majd távozik a tekercsek a galvanométert díj szivárog át őket. Az átlagos áram a tekercseken lesz egyenlő:
ahol - kifejezett CGSE rendszerben.
CGSM jelenlegi rendszerben határozzák meg a tangens - galvanométeren ismert, ha a vízszintes összetevője a mágneses mező a Föld:
és ahol - a sugár és a menetszáma a tekercs tangens - galvanométer
- a hajlásszöge a tűt.
Az érték a (10) kell kifejezni oersteds és a sugár - cm.
Tól (9) és (10) könnyen megszerezni:
Az, hogy a teljesítmény a következő:
- gyűjteni beállítás áramkör ábra szerint. 5;
- meghatározott tangens - galvanométeren úgy, hogy a tekercs síkjában a geomágneses meridián;
- zárja a váltakozó áramú és az egyenáramú,
- egy voltmérőt mérésére feszültség és a szög ismételni 3-4 alkalommal, minden egyes alkalommal a záró és nyitó az egyenáramú hurok. A kapott értékek átlaga.
- Szerint (11) értékének meghatározásához. ahol a potenciális különbség kell kifejezni CGSE rendszerben. A értéket kell egyenlő 0,14 A.
- Változás az irányt a jelenlegi ive tekercselés tangens galvanométer változó metami vezetékvégeket, alkalmasak arra, hogy a terminálok. A nyíl lesz eltérített az ellentétes irányba, hogy az eltérés az első mérés. Szög ismét megmérjük, és a feszültséget;
- Számítsa ki az átlagos értéket;
- Annak megállapításához, az abszolút és relatív hiba az előre meghatározott érték.
- beszélni elveinek építési rendszerek és egységek CGSE CGSM,
- meghatározása az aktuális egység mindkét rendszerben,
- magyarázza a design és a funkció tan - galvanometer
- hogy meghatározza az alapvető elemeit a földi mágnesesség.
YV Rublev Kortnev AV Kutsenko A. Elektromosság műhely. M. Higher School of 1971.
Goldin LL Útmutató a laboratóriumi munka a fizika. M. Science 1973.
Savelyev IV Természetesen az általános fizika. Villamos energia. M. Nauka 1987.
Iveronova VI fizpraktikum. M. Nauka 1968.