Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

(ГУАП)

КАФЕДРА №41

ОТЧЕТ

ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ

РАБОТУ ВЫПОЛНИЛА

Санкт-Петербург 2023

1. Цель работы: определить с помощью тангенс-гальванометра горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли, электрическую постоянную системы СИ и скорость света в вакууме.
2. Описание лабораторной установки:

 [pic 1]

                Рис 1.                                                        Рис 2.

На рис. 1 приведена электрическая схема установки для определения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли. Основным элементом схемы является тангенс-гальванометр, представляющий собой деревянное кольцо, по внешней стороне которого намотана катушка из 36 витков провода. В центре кольца горизонтально расположена магнитная стрелка, которая может вращаться вокруг оси. Ток через катушку измеряется миллиамперметром и регулируется реостатом. Отклонение магнитной стрелки определяют при помощи круговой̆ шкалы, разделённой на градусы. При помощи ключа П установка подключается к источнику питания Б.

Для определения электрической постоянной системы СИ собирают схему, приведенную на рис. 2. В качестве электрического переключателя в схеме используется реле, обмотка которого включается в сеть. Поэтому число переключений в секунду равно частоте переменного тока. Конденсатор имеет следующие параметры: относительная диэлектрическая проницаемость воздушного зазора между обкладками     e = 1, коэффициент K = 4,5 · 10–7 м–1.

1. Рабочие формулы:

3.1.                                                              (1)[pic 2]

1. Определение горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли.

 , где N – число витков.                         (2)[pic 3]

1.  , где N – количество измерений                  (3)[pic 4]

1. Определение электрической постоянной

                                                            (4)[pic 5]

где K – постоянная установка,  - угол отклонения магнитной стрелки,   – частота,  = 1 – диэлектрическая проницаемость вещества, U – напряженность.[pic 6][pic 7][pic 8]

1. Определение электродинамической постоянной c, численно равной скорости распространения э/м волн в вакууме.

                                                                  (5)[pic 9]

где  – магнитная постоянная равная Гц/м[pic 10][pic 11]

1. Примеры вычислений:

4.1. По формуле (1): при I = 75,     [pic 12]

4.2. По формуле (2):

 А/М[pic 13]