Завдання 2. Обчислити сталу тангенс-гальванометра

ВИЗНАЧЕННЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОЇ СКЛАДОВОЇ ІНДУКЦІЇ МАГНІТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛІ

Мета роботи.Вивчити основні параметри магнітного поля Землі, вивчити роботу тангенс-гальванометра, визначити горизонтальну складову індукції магнітного поля Землі.

Прилади і обладнання

Установка для визначення індукції магнітного поля Землі.

Самостійна підготовка.

1. Студент вивчає правила роботи з тангенс-гальванометром.

2. Вивчає інформацію про характеристики магнітного поля Землі.

3. Вивчає теорію і методику проведення експерименту.

Завдання 1. Виміряти кути відхилення при різних значеннях сили струму.

1.1. Зібрати електричну схему, подану на рис. 5.3 лабораторної роботи, наведеної в Навчальному посібнику. Записати параметри установки, необхідні для проведення розрахунків,

Кількість витків рамки тангенс-гальванометра, N = _____

Радіус рамки тангенс-гальванометра, R = ______ м.

1.2. Визначити орієнтацію площини магнітного меридіана в лабораторії. Установити колову рамку тангенс-гальванометра в площині магнітного меридіана.

1.3. Замкнути електричне коло. За допомогою реостата R підібрати таке значення сили струму, щоб магнітна стрілка відхилилася на кут j₁. Змінити напрям струму через тангенс-гальванометр і виконати вимірювання кута φ₂.

1.4. Змінити значення сили струму і домогтися відхилення стрілки на більші кути (загалом 4 – 5 значень). При кожному значенні струму кути вимірювати двічі, змінюючи напрям струму Результати вимірювань занести до табл. 1. Бажано, щоб кути φ₁ , φ₂ в процесі вимірювань не перевищували 65 - 70º.

Таблиця 1

Номер вимірювання	Сила струму через рамку тангенс-гальванометра, І, мА	Кут відхилення стрілки ji	Кут відхилення стрілки j'i	Середнє значення кута відхилення стрілки jсер i= (φ1 + φ2 )/2 i	tgjсер	Стала тангенс-гальванометра Ci, мА

Завдання 2. Обчислити сталу тангенс-гальванометра.

2.1. Визначити сталу тангенс-гальванометра за формулою:

2.2. Результат визначити в Амперах і занести до табл. 2.

2.3. Розрахувати середнє арифметичне значення С_ср за формулою:

2.4. Розрахувати відхилення кожного виміряного значення сталої від середнього:

Таблиця 2

Номер вимірювання	Стала тангенс-гальванометра Сі	Середнє значення сталої тангенс-гальванометра Сср	Абсолютна похибка вимірювань сталої тангенс-гальванометра DС	Відносна похибка вимірювань сталої тангенс-гальванометра e, %	Горизонтальна складова індукції магнітного поля Землі, Тл

2.5. Обчислити середнє квадратичне відхилення за формулою (n = 4):

2.6. Визначити абсолютну похибку вимірювань сталої тангенс-гальванометра за формулою:

де коефіцієнт Стьюдента дорівнює t_Ст = 3,182 для надійної ймовірності a = 0,95 при n = 4.

2.7. Відносна похибка визначається за формулою:

2.8. Результат записати у вигляді

________ Ампер

Завдання 3. Розрахувати горизонтальну складову індукції магнітного поля Землі В_гор.

3.1. Горизонтальна складова індукції магнітного поля Землі В_{гор.сер} визначається за формулою

, ,

тобто

Результати обчислень занести до табл. 2.

3.2. Остаточний результат записати у вигляді

______________ Тл,

Висновки

У результаті виконання роботи _____________________________________________

____________________________________________________________________________

Дата виконання лабораторної роботи __________________________________________________

Оцінка за допуск до лабораторної роботи _____________________ Підпис ____________

Оцінка за захист лабораторної роботи ____________________ Підпис _______________

ПИТАННЯ ДЛЯ ДОПУСКУ Й ЗАХИСТУ ЛАБОРАТОРНОЇ РОБОТИ
ТА ДЛЯ ПОТОЧНОГО МІКРОМОДУЛЬНОГО КОНТРОЛЮ

1. Як експериментально можна встановити, що Земля має магнітне поле?

2. Яку точку називають південним магнітним полюсом?

3. Яку точку називають північним магнітним полюсом?

4. Що називають магнітним меридіаном?

5. Що називають площиною магнітного меридіана?

6. Який кут називається магнітним схиленням? Охарактеризувати його.

7. Як вимірюється магнітне схилення?

8. Який кут називається магнітним нахиленням? Охарактеризувати його.

9. Як вимірюється магнітне нахилення?

10. Які величини називаються елементами земного магнетизму?

11. Як знайти орієнтацію площини магнітного меридіана Землі?

12. Які лінії називають ізогонами та ізоклінами?

13. Які області називають областями магнітної аномалії?

14. Що таке магнітна буря?

15. Охарактеризувати існуючі періодичні зміни елементів земного магнетизму.

16. Яке практичне і наукове значення має вивчення магнітного поля Землі?

17. Для чого застосовується компас?

18. Застосувати закон Біо-Савара-Лапласа для розрахунку індукції магнітного поля в центрі колового провідника із струмом.

19. У чому полягає метод визначення горизонтальної складової індукції магнітного поля Землі?

20. Вивести робочу формулу для розрахунку горизонтальної складової індукції магнітного поля Земля.

21. Який принцип роботи тангенс-гальванометра?

22. Пояснити, чому установка вимірює лише горизонтальну складову індукції магнітного поля Землі.

23. Яке фізичне значення має стала тангенс-гальванометра?

24. Який порядок виконання роботи?

25. Як обчислюється похибка вимірювань сталої тангенс-гальванометра?