1

Ćwiczenie 38

Pomiar składowej poziomej ziemskiego pola magnetycznego

38.1. Wstęp teoretyczny

W ćwiczeniu składową poziomą indukcji ziemskiego pola magnetycznego wyznacza się metodą porównawczą. Porównuje się ją z indukcją magnetyczną pola wytworzonego podczas przepływu prądu elektrycznego przez przewód kołowy. Do detekcji pola magnetycznego wykorzystuje się igłę magnetyczną.

Wartość indukcji magnetycznej B wytworzonej przez przewód kołowy o promieniu R, przez który płynie prąd o natężeniu J, można wyznaczyć w jego geometrycznym środku, korzystając z prawa Biota-Savarta-Laplace’a:

(38.1)

W postaci skalarnej wyrażenie (38.1) można zapisać jako:

AB =——-7- • sin a    (38.2)

Ajc r

gdzie:

r - odległość od elementu z prądem Al do punktu, w którym wyznaczamy pole,

a - kąt pomiędzy promieniem wodzącym r a elementem Al, p₀ - przenikalność magnetyczna próżni.

W rozważanym przypadku pola w środku kołowego przewodnika promień wodzący jest równy promieniowi obwodu R, a kąt a wynosi n\2, co prowadzi do wyrażenia:

A'    (38.3)

4 Jt R²

Kierunek wektora indukcji magnetycznej jest prostopadły do płaszczyzny, w której leży obwód, a jego zwrot określony regułą śruby prawoskrętnej (rysunek 38.1). Wypadkowa indukcja magnetyczna wytwarzana przez cały kołowy