Работа №5. Изучение магнитного поля

Цель работы: Изучение параметров магнитного поля, освоение методов измерения магнитных полей.

Краткая теория

где m _o = 4 p ^.10^-7 Гн/м - магнитная постоянная, i - величина тока, - вектор, направленный от элемента тока в точку, в которой определяется индукция (см. рисунок), m - магнитная проницаемость среды (в вакууме m = 1, воздухе m» 1), [ ] – символ векторного произведения. Направление индукции магнитного поля (на рисунке “от нас”) можно также связывать с направлением элемента тока правилом правого буравчика.

Закон (1), дополненный принципом суперпозиции магнитных полей от нескольких токов, позволяет вычислять индукцию поля токов различной конфигурации. Так индукция на оси кругового тока в соответствии с правилом буравчика направлена вдоль оси контура и на расстоянии x от плоскости, в которой лежит контур с током равна:

где R - радиус контура, i - ток в контуре. (Из (2) определите величину индукциив центре витка?)

На расстоянии а от бесконечного прямого тока В = mm₀ i/(2pа).

Магнитным полем обладают также многие астрофизические объекты. С древних времен действие магнитного поля Земли на магнитную стрелку использовалось для определения стран света. Наряду с атмосферой магнитное поле Земли защищает нас от губительного действия ионизирующего космического излучения (радиационные пояса).

В любой точке на поверхности Земли и в окружающем ее пространстве обнаруживается действие магнитных сил. При этом, строго говоря, магнитная стрелка указывает не на географические, а на магнитные полюса Земли, отстоящие от географических на расстоянии более тысячи километров. Направление магнитных силовых линий Земли определяют с помощью магнитной стрелки, имеющей 2 степени свободы и неподвижный центр тяжести, поскольку в этом случае магнитные силы располагают магнитную стрелку в направлении касательной к силовой линии. Угол между силовой линией и линией горизонта называется магнитным наклонением. Плоскость, соприкасающаяся с силовой линией в данной точке, называется плоскостью магнитного меридиана. Двугранный угол между плоскостями магнитного и географического меридианов называется магнитным склонением. Таким образом, для полного задания вектора индукции магнитного поля Земли в данной точке требуется указать его модуль, а также углы магнитного наклонения и магнитного склонения. Вектор можно разложить на вертикальную и горизонтальную составляющие. Тогда магнитная стрелка с закрепленной вертикально осью вращения (с одной степенью свободы) будет подвергаться действию только горизонтальной составляющей вектора индукции магнитного поля _г. В настоящей работе магнитное поле различных объектов измеряется относительным методом посредством сопоставления его величины с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: