A mágneses mező vortikai természete a fizika
A Föld mágneses mező vízszintes elemének meghatározása
1.3. A mágneses mező örvényessége.
A mágneses indukció sorai folyamatosak: nincsenek sem kezdetük, sem végük. Ez a helyzet minden áramkör által okozott bármely mágneses mezőre. A folyamatos vonalakkal rendelkező vektor mezőket vortex mezőnek nevezik. Látjuk, hogy a mágneses mező egy örvény mező. Ez a lényeges különbség a mágneses mező és az elektrosztatikus mező között.
1.4. Az áramerősség mágneses mezője.
Tekintsük az előremenő áram mezõ indukciós vonalát. A H (és ezáltal B) intenzitás mindig merőleges a vezetőt tartalmazó síkra és a vizsgált terület pontjára. Ezért az indukciós vezetékek ebben az esetben olyan koncentrikus körök, amelyek központja az aktuális tengelyen helyezkedik el.
Az indukciós vonal alakja kísérletileg elérhető. Ehhez használja azt a tényt, hogy a mozgó mágneses tűt mindig a tengelye határozza meg a mágneses mező vonala felé, azaz indukciós vonalak.
Még kényelmesebb a vasfestékek használata. A mágneses mezőben lévő vaspelletek mágnesezik és mágneses nyilakká válnak. A kísérletek gyakorlati megvalósítása során az árammal bevizsgált vezetéket vízszintes üveglapon (vagy kartonlapon) vezetik át, amelyen kis mennyiségű vaslemezt öntünk. A lemez enyhe rázásával (megütés) a fűrészpor részecskék olyan láncokat alkotnak, amelyek alakja szorosan illeszkedik a vizsgált mágneses mező vonalához.
A kör alakú áram mágneses mezője a következő formájú zárt folytonos vonal:
A mágneses mezőre, mint az elektromos térre, érvényes a szuperpozíciós elv:
,
azaz hogy megtalálja az erő egy térbeli ponton, akkor hozzá kell adnia a rajta ható erőket, amint az az ábrán látható.
A körfolyó mágneses mezője egy bizonyos nyolc, a gyűrűnek a gyűrű közepén történő elválasztásával, amelyen az áram folyik. Az ő rendszerét az alábbi ábra mutatja:
1.5. Elektromos és mágneses mezők összehasonlítása.
II. A FÖLD MÁGNES TERÜLETÉNEK ÁLTALÁNOS JELLEMZŐI.
A föld egésze hatalmas golyó mágnes. Az emberiség sokáig alkalmazta a Föld mágneses mezőjét. Már a XII-XIII. Század elején. széles körben használják a navigációs iránytűben. Azonban abban az időben azt hitték, hogy az iránytű nyílja a Polaris és a mágnesessége irányába mutat. A földi mágneses mező létezésének feltevését először 1600-ban az angol naturalista Hilbert fejezte ki.
A Föld körül elhelyezkedő tér bármely pontján és a felszínén a mágneses erők hatása ki van téve. Más szavakkal, a Földet körülvevő térben mágneses mezőt hoznak létre, amelynek erõs vonalai a 3. ábrán láthatóak.
A Föld mágneses és földrajzi oszlopai nem egyeznek egymással. Ce-N igaz mágneses pólus a déli féltekén, közel-parton egy tarktidy és déli mágneses pólus S az északi féltekén, közel az északi partján Victoria Island (Kanada). Mindkét pólus folyamatosan mozog (sodródás) a föld felszínén, körülbelül 5 éves sebességgel a mágneses mezőt generáló folyamatok változékonysága miatt. Ráadásul a mágneses mező tengelye nem halad át a Föld középpontján, de 430 km-rel elmarad. A Föld mágneses mezője nem szimmetrikus. Mivel a mágneses mező tengelye 11,5 fokos szögben halad a bolygó forgástengelyéhez képest, használhatjuk az iránytűt.
A Föld mágneses mezőjének fő része a modern nézetek szerint belső eredetű. A Föld mágneses mezőjét magja hozza létre. A Föld külső magja folyékony és fémes. A fém vezetőképes anyag, és ha folyékony magban állandó áramok vannak, akkor a megfelelő elektromos áram mágneses mezőt hoz létre. A Föld forgásának köszönhetően ilyen áramok léteznek a magban, mivel A föld megközelítőleg egy mágneses dipólus; Egyfajta mágnes két pólussal: délre és észre.
A mágneses mező (kb. 1%) jelentéktelen része földönkívüli eredetű. Ennek a résznek a megjelenését az áramlatok, amelyek az ionoszféra vezető rétegeiben és a Föld felszínén vannak jelen. A Föld mágneses mezőjének ez a része enyhe változásnak van kitéve az idővel, amit világi variációnak neveznek. Az elektromos áram létezésének okai világi változatokban ismeretlenek.
Egy ideális hipotetikus feltételezés, és amelyben a Föld lenne egyedül a külső térben, a mágneses erővonalak a bolygó rendezett azonos módon, mint az erővonalai a hagyományos mágnes iskola tankönyv fizika, azaz Szimmetrikus ívek formájában, amelyek a déli pólustól az északi pólusig terjednek. A vonalak sűrűsége (a mágneses mező intenzitása) a bolygó távolságával esne. Valójában a Föld mágneses mezője kölcsönhatásban van a Nap mágneses mezőivel, bolygókkal és áramlik a felhalmozott részecskék által a Napban. Ha a befolyása a Nap és a bolygók, a több, mert a távolság lehet hanyagolni, a részecske áramlás, különben - a napszél, így nem megy. A napsugár egy 500 km / s sebességgel ható részecskék áramlata, amelyet a napenergia légkör bocsát ki. Pillanataiban napkitörések, és időszakok a kialakulását a nap csoport nagy foltok élesen megnöveli a szabad elektronok, amelyek bombázzák a Föld légkörébe. Ez a Föld ionoszférájában lévő aktuális áramok perturbációjához vezet, és ennek következtében a Föld mágneses mezője megváltozik. Vannak mágneses viharok. Az ilyen áramlások erős mágneses mezőt hoznak létre, amely kölcsönhatásban van a Föld mezőjével, nagymértékben deformálva. Mivel a mágneses mező, a Föld tartja az úgynevezett sugárzási övek készített napszél részecskék, amelyek megakadályozzák, hogy halad át a Föld légkörébe, és minél több a felszínre. A napsugár részecskéi nagyon károsak lesznek minden élőlényre. Amikor kölcsönható említett területeken határ van kialakítva az egyik oldalon, amely zavart (változásoknak tesszük ki, külső hatások miatt) a mágneses mező a napszél részecskék, a másik - perturbált területén a föld. Ezt a határt a Föld közelségének határa, a magnetoszféra és a légkör határának kell tekinteni. E határokon kívül a külső mágneses mezők befolyása dominál. A Nap irányába a Föld magnetoszférája a napszél kezdete alatt laposodik, és csak a bolygó mindössze 10 sugarára terjed ki. Az ellenkező irányba a Föld legfeljebb 1000 sugárnyílása nyúl.
A Föld mágneses mezőjének fő része a földfelszín különböző területein tapasztalható anomáliákat mutat. Ezek az anomáliák nyilvánvalóan a ferromágneses masszák földkéregében vagy a kőzetek mágneses tulajdonságainak különbségéből adódnak. Ezért a mágneses anomáliák vizsgálata gyakorlati jelentőséggel bír az ásványok vizsgálatában.
A mágneses mezőnek a föld bármely pontján létezhet egy mágneses tű segítségével. Ha lógott mágneses NS nyíl fonalból L (2. ábra) úgy, hogy a felfüggesztési pont egybeesik a súlypont a nyíl, a nyíl székhelye képest érintőleges irányban a erővonal a mágneses mező a Föld.
Az északi féltekén - déli vége lesz döntve, hogy a Föld és egy nyíl a putting-edik-horizont a hajlásszög Q (a mágneses egyenlítő Q dőlésszöge nulla). A függőleges síkot, amelyben a nyíl található, a mágneses meridián síkjának nevezzük. Minden sík a mágneses meridián metszik az NS egy egyenes vonal, és a nyomok a mágneses meridiánok 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 geo-grafikus meridián. A szög, amelyet a átmenő függőleges sík a nyíl (azaz a mágneses meridián), a földrajzi Dian Meri nevezett mágneses elhajlás egy (ábra. 2). A Föld mágneses térének vektorterülete két összetevőre bontható: vízszintes és függőleges (3. ábra). Az érték a dőlésszög és deklináció-CIÓ, és ugyancsak a vízszintes komponens LEHETŐSÉGE meghatározására nagyságát és irányát a teljes mágneses térerősség a Föld egy adott pontban. Ha a mágneses tű szabadon foroghat csak egy függőleges tengely körül, akkor lehet telepíteni az intézkedés alapján a vízszintes összetevője a Föld mágneses mezőjének a mágneses meridián síkja. A vízszintes komponens, a mágneses deklináció és a Q dőlés a földi mágnesesség elemeivé válnak. A földmágnes minden eleme idővel változik.
III. TANGENS - GALVANOMETER.
Tekintsünk olyan kör alakú kanyarokat, amelyek egymáshoz közel helyezkednek el, függőlegesen a mágneses meridián síkjában. A vezető közepén tegyen egy mágneses tűt, amely a függőleges tengely körül forog. Ha a tekercs eléri az I áramot, akkor egy H erővel rendelkező, a tekercs síkjára merőleges mágneses mező jön létre. így A nyílra két egymásra merőleges mező fog működni: a Föld mágneses mezője és az áram mágneses mezője. A két mező intenzitása merőleges egymásra. Az 1. ábrán. 4. A tekercs keresztmetszete vízszintes sík. Itt van a mező térerő intenzitásának vektorája, a föld mágneses mező vízszintes összetevője. A nyíl az eredő irányába van beállítva, azaz diagonális párhuzamot, amelynek oldalai a körfolyó mágneses térerősségének vektorát képezik, és a 4. ábrán a következőket kapjuk:
;
másrészt. A mágneses tér intenzitása a tangens-galvanométer tekercs közepén:
;
ahol r a forradalom sugara. majd:
A Föld adott helyére és egy adott eszközre az érték
állandó tangens - galvanométer, akkor:
Az (1) képlet átírható a formában
Így egy mágneses nyíllal ellátott kör alakú vezeték használható az áramkörön áthaladó áram mérésére. A fent leírt elv alapján a készüléket tangens-galvanométernek nevezik.
Az ebben a munkában használt érintő-galvanométer egy tekercsből áll, amelynek közepén egy függőleges tengelyen egy mágneses tű található. A nyíl szabadon forgatható egy kerek dobozban egy átlátszó borítóval (iránytűvel). A doboz alján egy kör alakú skála van jelölve, szögtartományban végzett.
II. Szerelje össze a laboratóriumi berendezés áramkörét a séma szerint. A feszültség forrása az egyenirányító VS-24 MS. A K kapcsolóval a tgq tangens galvanométeren áthaladó áram iránya megváltozik.
III. Állítsuk be a tgq-ot úgy, hogy a tekercs fordulatainak síkja egybeesik a mágneses meridián síkjával, azaz a mágneses meridián síkjával. úgyhogy a mágneses tű a tekercs fordulatainak síkjában helyezkedik el, és ebben az esetben C és Y jelzi.
IV. Állítsa az egyenirányító panel R feszültségszabályozóját a bal szélső helyzetbe. Kapcsolja be az egyenirányítót, és tegye a K kapcsolót balra vagy jobbra. Az R feszültségszabályozóval állítsa be az áramot az oktató által jelzett áramkörbe (például: I = 0.5A). Zárja le a mágneses tű eltolódási szögét. Nyomja a K kulcsot az ellenkező helyzetbe, és rögzítse a nyíl eltérítési szögét is. Ez azért szükséges, mert a mágneses tű eltolódási szögének számtani átlagértéke megtalálható mindig pontatlanság áll fenn a mágneses meridián síkjában lévő tgq fordulatok létrehozásakor.
V. Végezze el a 3. lépést az oktató által megadott aktuális értékeken.
VI. Jegyezze fel a mérések eredményeit a táblázatban:
Minden áramértéknél határozza meg a Föld mágneses mező vízszintes összetevőjét a következő képlet szerint:
mert az SI rendszerben a (2) képletben a K arányossági együttható egyenlő.
VI. Keresse meg a számtani átlagot.
VII. Számítsa ki az egyes aktuális értékek számítási hibáját:
majd az átlagot.
VIII. Jegyezze fel a végeredményt a következő formában:
1. A mágneses mező fő jellemzői.
2. A Biot-Savart-Laplace törvény.
3. A mágneses mező grafikus megjelenítése:
3.1. egyenáramú mágneses mező;
3.2. egy kör alakú mező mágneses mezője.
4. A Föld mágneses mezője: mágneses dőlés, a mező horizontális összetevője, a mező függőleges összetevője.
5. A mágneses mező örvényessége.
6. A mágneses mezők szuperpozíciójának elve.
Ø Kalashnikov SG „Villamos energia”.
Ø Savelyev I.V. "Általános fizika tanfolyam", v.2.
Ø Detlaf A.A. Yavorsky B.M. Fizika tanfolyam. M. High School, 1989. 22. fejezet A.
Ø Evgrafova N.N. Kagan V.L. A fizika laboratóriumi munkájának útmutatója. M. High School, 1970, p.177.
Ø Kortnev A.V. Rublev Yu.V. Kutsenko A.N. Műhely a fizikáról. M. High School, 1965, p.331.
A Föld mágneses mező vízszintes elemének meghatározása
Információ a munkáról: "A Föld mágneses mező vízszintes elemének meghatározása"
Szakasz: Fizika
Szóközzel ellátott karakterek száma: 18078
A táblázatok száma: 6
Képek száma: 10
mindkét mező egymásra merõleges. Az 1. ábrán. 4. A tekercs keresztmetszete vízszintes sík. Itt van a mező térerő intenzitásának vektorája, a föld mágneses mező vízszintes összetevője. A nyíl az eredő irányába van beállítva. azaz diagonálisan párhuzamos, amelynek oldala a körkörös áram u mágneses térerősségének vektorja lesz.
magnetoszerikus zavarokkal. Az ágazati struktúra meglehetősen stabil, így a teljes áramlási struktúra legalább nap szoláris forradalmakkal forgatja a Napot, és körülbelül minden 27. nap alatt áthalad a Földön. A föld mágneses mezője Az angol tudós William Gilbert, az Erzsébet királynő orvosnője 1600-ban először azt mutatta, hogy a Föld mágnes, amelynek tengelye nem.
mert az esetek 40% -ában 1-2 nappal kezdődik a mágneses vihar kezdete előtt. Így a megfigyelt biológiai hatások megmagyarázásához figyelembe kell venni a napsugárzás által a napmágneses térben bekövetkező variációk által okozott folyamatokat. A Sun és a Föld kagylói közötti perturbációk átvitelének mechanizmusaként feltételezhető az alacsony frekvenciájú mágnesesfrekvencia rezgések előfordulása.