- •Лабораторная работа №1 исследование зависимомти активного,индуктивного и емкостного сопротивления от частоты переменного тока.Проверка закона ома для пени переменного тока.
- •Краткая теория
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 изучение транзистора
- •Краткая теория
- •Физические процессы в биполярном транзисторе:
- •Выполнение работы
- •Лабораторная работа №3 определение полной и горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля земли при помощи тангенс-гальвонометра
- •Краткая теория
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 исследование температурной зависимости сопротивления проводника и полупроводника (термистора)
- •Кратрая теория
- •Экспериментальная часть
- •Порядок выполнения работы и обработка результатов:
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5
- •2. Закон Ома для участка цепи.
- •3. Правило Кирхгофа. Параллельное и последовательное соединение проводников.
- •Последовательное и параллельное соеденение проводников
- •4. Электродвижущая сила (эдс). Закон Ома для полной цепи.
- •5. Закон Джоуля-Ленца
- •Измерение емкости
- •Экспериментальная часть
- •Контрольные вопросы
- •Список литературы
Краткая теория
Земля в целом представляет собой большой магнит и имеет два магнитных полюса: северный и южный. В любой точке пространства, окружающего Землю, и на ее поверхности обнаруживается действие магнитного поля. Магнитное поле представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Подобно тому как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле, в пространстве, окружающем токи, возникает поле, называемое магнитным. Подобно электрическому полю, магнитное поле существует реально, независимо от нас, от наших знаний о нем.
Изучая пространственное распределение магнитного поля Земли, геологи получают сведения о строении земной коры, о местонахождении полезных
ископаемых/железной руды и пр./ Изучение магнитных бурь помогает понять закономерности явлений в ионосфере, влияющих на распространение радиоволн .Изучение земного магнетизма необходимо для правильного понимания основных вопросов происхождения Земли, Солнца и звезд. По вопросу о происхождении земного магнетизма работали ученые Гильберт/1600г./,Ломоносов/1352г./,Гаусе/1939/. Теория Гаусса дала возможность представить магнитное поле Земли в виде двух полей: поля, источники которого находятся внутри Земли, и поля, источники которого-вне Земли. Все существующие ныне теории земного магнетизма можно разделить на две группы.
Теории первой группы полагают, что главная часть магнитного поля Земли создается земной корой, содержащей в разных своих участках различное количество магнитных пород.
Теории второй группы полагают, что главная часть магнитного поля Земли создается электрическими токами, циркулирующими на больших глубинах в жидком ядре Земли.
В настоящее время известно, что наблюдаемое геомагнитное поле является суммой двух полей: постоянного и переменного. Чтобы изучить магнитное поле Земли, надо знать величину и направление напряженности в каждой точке этого поля .Обозначим через Т полную напряженность магнитного поля в какой-либо точке 0 северного полушария Земли. (Рис1.)
Рис.1.
Плоскость магнитного меридиана ОАВС. Плоскость географического меридиана ОВЕК.
Т;Нх;Ну;Нz;D;j;H -элементы земного магнетизма
Силовые линии магнитного поля лежат в плоскости магнитных меридианов. Магнитным меридианом называется дуга большого круга, проходящего через магнитные полюсы Земли. Магнитные полюсы Земли совпадают с ее географическими полюсами, вследствие чего между плоскостью магнитного меридиана, проходящего через данную точку 0 земной поверхности и плоскостью географического меридиана имеется некоторый угол Д/угол склонения/. Склонение может быть восточным или западным в зависимости от того, проходит ли магнитный меридиан к востоку или к западу от географического. Полную направленность Т можно разложить на две составляющие, лежащие в плоскости магнитного меридиана: напряженность Н/горизонтальная составляющая /в горизонтальном направлении напряженность Hz b вертикальном направлении /Вертикальная составляющая/. Нz считается , если она направлена вниз. В южном полушарии Нz отрицательна. Горизонтальная составляющая имеет максимальное значение на магнитном экваторе, равное 0,7 и постоянно уменьшается к полюсам. Вертикальная составляющая имеет максимальное значение вблизи магнитных полюсов/0,6-0,7/уменьшается на магнитном экваторе.
Горизонтальную составляющую можно разложить на две составляющие лежащие в горизонтальной плоскости, на северную Hx направленную вдоль географического меридиана и восточную Нy перпендикулярную к меридиану. Составляющая Нx считается положительной, если она направлена к северу, Н-составляющая считается положительной, если она направлена к востоку.
Магнитные элементы T, Н, Нx,Ну, Н, Дj связаны между собой простыми соотношениями, которые легко получить из рис 1
Нх= H cos D
Hy= H sin D
H z= H tg j
T= H cos j
H= Hx + Hy
Tg j= Hz\H
tg D= Hy\Hx
T= Hx+ Hy+ Hz
Целью настоящей работы является определение горизонтальной составляющей магнитного поля Н с помощью прибора, называемого тангенс-гальванометром и зная числовое значение горизонтальной напряженности и угла наклонения j найти полную напряженность магнитного поля Земли Т.
Тангенс-гальванометр представляет собой плоскую катушку большого радиуса. Плоскость катушки вертикальна: в центре ее находится короткая магнитная стрелка, расположенная горизонтально и могущая вращаться около вертикальной оси. Концы стрелки перемещаются по кругу /по лимбу/, разделенному на градусы. Такую магнитную стрелку с лимбом называют буссолью/рис.2/.
Плоскость витков катушки следует расположить в плоскости магнитного меридиана, которая определяется по направлению магнитной стрелки. На рис .4а пунктиром показано направление магнитного меридиана Земли, небольшие кружки Аи В-сечение одного витка горизонтальной плоскости, проходящей через центр катушки: магнитная стрелка.
При отсутствии ток в катушке на полюса магнитной стрелки действует только магнитное поле Земли Н/рис.4а/
Магнитное поле в центре витка большого витка радиуса перпендикулярно плоскости витка, направление его определяется направлением тока,
проходящего по витку .Напряженность поля, созданного током, на рис.4б обозначена через НТ.
Под действием двух полей Н и Нт - магнитная стрелка отклоняется на некоторый угол d :равновесие ее наступает тогда, когда она станет по направлению результирующего магнитного поля.
Из рис.46 видно что:
Tg d = Hт /Н
Напряженность магнитного поля в центре кругового тока определяется законом Лапласа: Нт= У\2ч
Если в катушке «н» витков, то
Нт= Ун/2ч
Подставляя полученное значение Н /2а/в формулу /I/,можно определят горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли:
Н= Ун/2ч tgd