Краткая теория эксперимента
Магнитное поле действует на магнитную стрелку, стремясь ориентировать ее вдоль силовых линий. На этом основана работа компаса, ориентация магнитной стрелки которого позволяет определить направление на северный и южный магнитные полюсы и связанные с ними географические полюсы Земли. Если магнитная стрелка может вращаться только в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси (например, как в обычном компасе), то ориентация магнитной стрелки соответствует направлению горизонтальной составляющей вектора индукции магнитного поля Земли. Для определения величины горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли магнитную стрелку компаса помещают в поле еще одного источника магнитного поля – в поле проводника с током. В этом случае магнитная стрелка оказывается в суммарном магнитном поле Земли и проводника с током, и по ее ориентации можно определить соотношение индукций магнитных полей Земли и проводника с током. В качестве проводника в данной лабораторной работе использована катушка с круговыми витками, а магнитная стрелка помещена в центр кругового тока, как показано на рис. 1. 
Первоначально, при отсутствии тока в витках катушки плоскость катушки располагают так, чтобы в этой плоскости оказалась магнитная стрелка и, соответственно, плоскость магнитного меридиана Земли. После включения тока 
в катушке (рис. 1a) магнитная стрелка компаса поворачивается на угол 
, ориентируясь по направлению суммарного (результирующего) магнитного поля 
, состоящего из горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли 
и индукции магнитного поля кругового тока в центре витков катушки 
.
Величина индукции магнитного поля в центре катушки с током :
, где N – число витков катушки,
– индукция магнитного поля, создаваемого одним витком катушки с током (r – радиус витков катушки).
Направление вектора индукции магнитного поля в центре кругового тока совпадает с осью витка и соответствует правилу правого винта (рис. 1а, 1б) .
Из рис. 1a видно, что величину горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли 
можно найти, зная (рассчитав предварительно) 
(индукцию магнитного поля в центре катушки с током ) и измерив угол поворота магнитной стрелки при включении тока :
.
Для повышения точности измерений эксперимент повторяют, пропуская через катушку такой же как 
по величине, но противоположный по направлению ток 
( 
). Вновь измеряют угол отклонения магнитной стрелки при включении тока , т.е. угол 
(рис. 1б) и вычисляют угол 
, как среднее значение двух измерений:
.
По найденному значению угла для величины тока I определяют горизонтальную составляющую индукции магнитного поля Земли :
.
Проделав пять таких двойных измерений угла отклонения магнитной стрелки ( , ) для пяти различных значений силы тока ( 
) в витках катушки, необходимо рассчитать пять значений величины ( 
) и в итоге определить среднее значение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли 
:
.
Абсолютная погрешность при определении величины может быть найдена следующим образом: 
.
Окончательный результат: 
. Относительная погрешность: 