ЛАБЫ / Элтех&физика / Лаба ЭМ5

Лабораторная работа ЭМ5

«Магнитное поле Земли»

Выполнила студентка группы 0-23 Irma Dyon

Цель работы:

1. Изучение магнитного поля кругового тока и принципа суперпозиции полей.

2. Экспериментальное определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли.

3. Расчёт дипольного магнитного момента Земли по найденному значению индукции её магнитного поля.

Схема установки:

Здесь: ТТ – тангенс-гальванометр, К – компас, П – переключатель, А – миллиамперметр,

R – реостат, U – источник постоянного напряжения.

Измерения и расчёты.

№ установки – 5

Радиус катушки r=25 см=0,25 м

Число витков N=85

Класс точности миллиамперметра К_а=1,0

Абсолютная приборная погрешность δφ=1,5^о

Рекомендуемое значение углов φ₁ и шаг изменения – от 30^о до 60^о с шагом 6^о.

Константа вычисления горизонтальной составляющей магнитной индукции:

С=μ₀N/(2r)=2,136 ∙ 10^-4 Тл/А

Абсолютная приборная погрешность измерения миллиамперметром силы тока δI:

δI=0,01K_aI_max=[I_max=200мкА]=2

Экспериментальные и расчётные данные.

Здесь

φ=(φ₁+│φ₂│)/2.

Обработка результатов измерений.

1. Среднеквадратичная погрешность

ΔЅ_Bг= √{∑(ΔB_г)²/[n(n-1)])}

ΔЅ_Bг =9,916 ∙ 10^-5

2. Случайная погрешность

ΔB_г=t_α(n) ∙ ΔЅ_Bг

α=0,95 t_0,95(6)=2,571

ΔB_г=2,55 ∙ 10^-4

3. Абсолютная приборная погрешность косвенного измерения

δB_г=B_г ∙ √{(δI/I)²+(2δφ/sin2φ)²+(δr/r)²}

δB_г=1,07 ∙ 10^-3

4. Окончательный результат измерения

ΔB_г= √{(ΔB_г)²+(δB_г)²}

ΔB_г=0,00110

B_г=(0,01695±0,00110)мкТл.

5. Магнитный дипольный момент Земли:

μ_З= (B_г ∙ 4πR_З³)/( μμ₀sinθ),

где θ=90^о+γ; γ – географическая широта Москвы от экватора (≈55^о с.ш.);

радиус Земли R=6,37 ∙ 10⁶ м;

магнитная проницаемость воздуха μ=1;

магнитная постоянная μ₀=4π ∙ 10^-7 Гн/м.

Отсюда

μ_З=9,92 ∙ 10²⁰