1. Wstęp teoretyczny

Busola stycznych jest urządzeniem służącym do pomiaru natężeń stałych pól magnetycznych.. Prąd elektryczny o natężeniu I płynący w zwojnicy wytwarza pole magnetyczne, którego wektor natężenia jest prostopadły do płaszczyzny zwojów. Wartość natężenia pola magnetycznego wyliczamy z prawa Biota-Savarta:

Wytworzone przez zwojnicę z prądem pole magnetyczne nakłada się na składową poziomą pola magnetycznego Ziemi o natężeniu H_z. Wektor wypadkowego pola magnetycznego jest sumą geometryczną natężenia pola H_z i pola zwojnicy H_i. Namagnesowana igła umieszczona w polu magnetycznym ustawi się w kierunku zgodnym z kierunkiem wypadkowego wektora natężenia pola magnetycznego H_w,

Jak widać występuje zależność:

2. Ćwiczenie

Ustawienia płaszczyznę zwojów cewki wzdłuż linii pola magnetycznego Ziemi. Podłączamy zwojnicę do źródła prądu i badamy wychylenie igły magnetycznej w zależności od natężenia prądu elektrycznego. Pomiary dokonujemy dla przepływu prądu w dwu kierunkach. Badamy kąty ϕ_i + i ϕ_i - dla ustalonego natężenia prądu a następnie wyciągamy z nich średnią arytmetyczną:

Wyniki zostały umieszczone w tabeli pomiarowej.

3. Interpretacja wyników

Metodą najmniejszych kwadratów wyznaczamy składową poziomą natężenia pola magnetycznego Ziemi.

natomiast błąd wyznaczonej składowej poziomej pola magnetycznego Ziemi szacujemy według wzoru:

Korzystając z powyższych wzorach wyliczono, że pozioma składowa pola magnetycznego Ziemi wynosi:

H_z = 10,23788 ± 0,047356 [A/m]

4. Wnioski

Wynik odbiega od wartości z tablic fizycznych (około 13 A/m). Za przyczyną błędu wyniku można przyjąć niedoskonałość przyrządów pomiarowych jak i oddziaływanie pól magnetycznych zgromadzonych w laboratorium przyrządów elektrycznych. Nie można również pominąć czynnika ludzkiego. Wszystkie te czynniki niekorzystnie wpływają na dokładność pomiarów.

---