Ćw. 64 Badanie powierzchni stołu pod względem anomalii magnetycznych uniemożliwiających wyznaczenie składowej poziomej natężenia ziemskiego pola magnetycznego

1. Wstęp teoretyczny

Składowa pozioma natężenia ziemskiego pola magnetycznego może być wyliczona z zależności:

gdzie:

α - kąt wychylenia wskazówki busoli

H_z - składowa pozioma natężenia ziemskiego pola magnetycznego

n - liczba zwojów cewki

2r - średnica cewki

I_c - natężenie prądu płynącego przez cewkę

Aby wyznaczyć składową poziomą natężenia ziemskiego pola magnetycznego, należy znaleźć miejsce, w którym nie istnieją żadne anomalie magnetyczne mogące zakłócić pomiar. W tym celu w różnych miejscach stołu należy znaleźć taki kąt α, aby wartość natężenia prądu była taka sama przy wychyleniu igły w lewo i w prawo od położenia początkowego. Busolę stycznych trzeba podłączyć do źródła prądu, a następnie zwiększać stopniowo natężenie, aż igła busoli wychyli się o kąt 45̊ od położenia początkowego. Jeżeli natężenie prądu przy wychyleniu igły w lewo jest równe natężeniu przy wychyleniu igły w prawo, można w tym miejscu wyznaczyć składową poziomą natężenia ziemskiego pola magnetycznego.

2. Przebieg ćwiczenia

Mapa stołu

a - źródło prądu stojące na stole

X - kolejne miejsca pomiaru

L - wartość natężenia prądu przy wychyleniu igły w lewo [w mA]

P - wartość natężenia prądu przy wychyleniu igły w prawo [w mA]

Pomiar	L	P	Wartość średnia	|L - P|
1	5,15	6,78	5,97	1,63
2	6,16	6,22	6,19	0,06
3	7,56	7,89	7,72	0,33
4	10,14	9,24	9,69	0,9
5	5,35	5,52	5,44	0,17
6	7,99	7,61	7,80	0,38
7	9,20	7,18	8,19	2,02
8	5,57	6,94	6,26	1,37

3. Opracowanie wyników pomiaru

Obliczenie niepewności pomiaru natężenia:

dokładność multimetru: (0,8% rdg + 1dgt)

Pomiar	L [mA]	P [mA]
1	(5,15±0,05)	(6,78±0,06)
2	(6,16±0,06)	(6,22±0,06)
3	(7,56±(0,07)	(7,89±0,07)
4	(10,14±0,09)	(9,24±0,08)
5	(5,35±0,05)	(5,52±0,05)
6	(7,99±0,07)	(7,61±0,07)
7	(9,20±0,08)	(7,18±0,07)
8	(5,57±0,06)	(6,94±0,07)

4. Wyniki końcowe

Uporządkowanie wyników pod względem siły anomalii magnetycznych:

Pomiar	L	P	Wartość średnia	|L - P|
7	(9,20±0,08)	(7,18±0,07)	(8,19±0,08)	2,02
1	(5,15±0,05)	(6,78±0,06)	(5,97±0,06)	1,63
8	(5,57±0,06)	(6,94±0,07)	(6,26±0,06)	1,37
4	(10,14±0,09)	(9,24±0,08)	(9,69±0,09)	0,9
6	(7,99±0,07)	(7,61±0,07)	(7,80±0,07)	0,38
3	(7,56±0,07)	(7,89±0,07)	(7,72±0,07)	0,33
5	(5,35±0,05)	(5,52±0,05)	(5,44±0,05)	0,17
2	(6,16±0,06)	(6,22±0,06)	(6,19±0,06)	0,06

W miejscu X₂ różnica między wartościami natężeń dla wychylenia w lewo i w prawo jest najmniejsza, a w miejscu X₇ największa.5. Wnioski

W żadnym miejscu w którym wykonane zostały pomiary wartość natężenia prądu przy wychyleniu igły w lewo od położenia zero nie jest równa wartości przy wychyleniu w prawo. Na podstawie wartości różnicy natężeń prądu można określić występowanie największych i najmniejszych anomalii magnetycznych. Miejsce X₂ jest miejscem w którym anomalie są najmniejsze, a w miejscu X₇ - największe.

α

Hz (składowa pozioma natężenia ziemskiego pola magnetycznego)

a

X₃

X₄

X₁

X₅

X₂

X₆

X₇

X₈

X₂

X₇

---