Ысаша теориялы кіріспе.

ЛАБОРАТОРИЯЛЫ ЖМЫС

ЖЕРДІ МАГНИТ РІСІНІ ИНДУКЦИЯ ВЕКТОРЫНЫ

ГОРИЗОНТАЛЬ РАУШЫСЫН АНЫТАУ

 

Жмысты масаты: Магнитометрлік діспен жерді магнит рісіні индукциясыны горизонталь раушысын тжірибеде лшеуді игеру.

рал-жабдытар: Тангенс-гальванометр, микроамперметр, реостат, траты ток кзі, ауыстырып осыш кілт.

 

ысаша теориялы кіріспе.

озалмайтын электр заряды электростатикалы ріс тудырады. Магнит рісі тек озалушы зарядтарды айналасында пайда болады, мысалы, тогы бар ткізгішті жне траты магнитті айналасында.

рісті бар екенін оны баса тогы бар ткізгішке немесе магнит стрелкасына, кіші магнитке сер етуші кші арылы аныталады.

Магнит рісі материяны ерекше формасына жатады. Магнит рісіні сері тек ріс тасушыларды зара тйіскен кезінде ана емес, ашытыта да байалады. Магнит рісіні негізгі сипаттамасына - магнит рісіні индукциясы жатады.

Магнит рісіні индукциясы векторлы шама, рісті кштік сипаттамасына жатады. Ол электр рісіні кернеулік векторы сияты. В жне Е векторлары ріс тудырылан ортаны асиетіне байланысты.

Магнит рісіні индукция векторы ымы тмендегі ш тжірибе нтижелеріні біреуіне (кез келгеніне) негізделіп енгізіледі:

А) магнит рісіні тогы бар раманы бадарлау сері;

Б) тогы бар ткізгішті магнит рісінде брылуы;

В) магнит рісінде озалан зарядталан блшектер шоырыны брылуы.

Жазы тік брышты тогы бар контурды біртекті магнит рісінде орналастырайы, онда оан модулі тмендегі шамаа те кш моменті М сер етеді:

(1)

мндаы Pm - контурды магнит моменті векторыны модулі, В- магнит рісіні индукция векторыны модулі, - Pm жне В векторларыны арасындаы брыш, 1-суретті ара. (1) формуладан магнит индукциясыны мынандай анытамасы шыады: біртекті магнит рісіні берілген нктедегі магнит индукция векторыны модулі, осы нктені айналасына орналастыралан, магнит моментіні модулі Pm=1 [А м2], бір болатын кіші рамаа сер ететін кш моментіні е кп Mmax мніне те болады:

(2)

M=Mmax мні раманы радиан брышпен баытталанына сйкес келеді, яни магнит индукция сызытары рама жазытыында жатады да, ал оны магнит моменті индукция сызытарына перпендикуляр баытталан болады. Бл жадайда тогы бар рама тиянасыз (неустойчивое) тепе-тедікте болады.

 

 

 

баытына стрелкасыны солтстік полюсті крсету баыты алады. Токтарды магнит рісін крсететін векторлы шама - ты магнит рісіні кернеулігі дейді. Магнит рісіні индукциясы мен кернеулігі мына атынас арылы байланысады:

(3)

мндаы - магнит тратысы, - салыстырмалы магнит тімділігі, ол берілген ортадаы магнит индукциясыны , оны бостытаы мні - ден неше есе лкен екендігін крсететін шама:

Магнит рісіні кернеулігі ортаны асиеттеріне байланысты емес. Ал кш сызытарыны зілместігі жаынан электростатикалы ыысу вектор мен сас болады.

Магнитометрлік лшеу дісі, магнит стрелкасыны жне лгіні магниттік зара серлесуіне негізделген. Жер клемді шар тріздес магнит, оны бетіні кез келген нктесінде жне оны оршаан кеістікте магнит кштеріні сері байалады, 2-сурет.

Жерді магнит полюстері оны географиялы полюстеріне жаын жатады. Магниттік жне географиялы меридиандар арасындаы брыш - магниттік брылу деп атайды.

Жерді экваторындаы магнит рісі горизонталь, полюстеріндегі ріс вертикаль тік, ал оны алан бетіні нктелеріндегі магнит рісі бір шама, яни брышына иілу брышын жасап баытталады.

Магнит стрелкасы орналасан тік жазыты, магнитті меридиан жазытыы деп аталады. Жерді магнит рісіні кш сызытарыны схемасы 3-суретте крсетілген.

Жер магнит рісіні индукция векторыны мнін кп емес жне ол 0,42 10-4 Тл – дан экваторда, ал 0,7·10-4 Тл магнит полюстерінде згереді. Жерді - сын екі раушыа жіктеуге болады:

- Горизонталь баытталан ; - тік баытталан ;

Тік ске бекітілген магнит стрелкасы Жер магнит рісіні горизонталь раушысыны баытында орналасады. Магниттік иілу , брылу жне магнит рісіні горизонталь раушысы Жер магнит рісіні негізгі параметрлеріне жатады. Жер магнит рісіні горизонталь раушысын тангенс - гальванометр деп аталатын ралмен анытайды.

Бл ралды схема рылысы 4-суретте крсетілген. Ол рал тік магниттік меридиан жазытыында орналасан бірнеше дгеленіп оралан сымнан трады. Осы контурды ортасында магнит стрелкасы орналастырылады, контурды диаметрі жне орам саны ралда крсетілген.

Алашында контур жазытыы магнит стрелкасыны баытымен сйкес келетіндей етіліп алынан.

Контурдан ток ткен (жрген) кезде ол магнит стрелкасына сер ететіндей индукция векторы болатын магнит рісін тудырады жне ол - ге перпендикуляр ( ) баытталады. Осы екі рісті серінен магнит стрелкасы орыты индукция векторы баытында орналасады. 5-суреттен мынаны креміз:

 

(4)

Био-Савар-Лаплас заы бойынша контурды центіріндегі магнит рісіні индукциясы мынаан те:

(5)

мндаы n- контурды орам саны, r- контурды радиусы. (4) жне (5) тедеулерден былай жазуа болады:

(6)

 

Берілген ралдар шін жне Жерді берілген орны шін траты шама болады жне оны тангенс-гальванометрді тратысы деп атайды. Сонда:

(7)

лшеген уаытты е аз ате стрелканы жуы шамамен 450 брыша брыланда болады. Тангенс-гальванометрде осы брыша сйкес келетіндей етіп ток кші алынады. рылыны электр схемасы тмендегі 6-суретте крсетілген.