«ӘБІЛҚАС САҒЫНОВ АТЫНДАҒЫ
ҚАРАҒАНДЫ ТЕХНИКАЛЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ»
КОММЕРЦИЯЛЫҚ ЕМЕС АКЦИОНЕРЛІК ҚОҒАМЫ
Физика кафедрасы
«Физика ІІ» пәні бойынша
зертханалық жұмыстарды орындауға арналған
ӘДІСТЕМЕЛІК НҰСҚАУЛАР
«Физика ІІ» пәні бойынша
Дәрістердің қысқыша жазбасы
6В07202 «Тау – кен ісі»
6В07302 "Геодезия және картография"
6В07201 "Геология және пайдалы қазба кенорнын барлау"
6В07206 – «Маркшейдерлік іс»
6В07204 «Металлургия»
6В06104 – «Есептеу техникасы және бағдарламалық қамтамасыз ету»
6В06102 "Ақпараттық жүйелер"
6В07104 «Машина жасау»
6В07202 – «Мұнай – газ ісі»
6В07205 " Пайдалы қазбаларды байыту"
6В07101 – «Автоматтандыру және басқару»
6В07501 «Стандарттау және сертификаттау (салалар бойынша)»
6В07103 «Материалтану және жаңа материалдар технологиясы»
6В11201 – «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілігінің
қауіпсіздігі»
6В07106 «Көлік, көліктік техника және технологиялар»
6В07109 "Электр энергетикасы"
6В07111 – «Технологиялық машиналар және жабдықтар»
(сала бойынша)
6В07110 – “Органикалық заттардың химиялық технологиясы”
мамандықтар студенттері үшін
№48-зертханалық жұмыс
Жердің магнит өрісінің көлденең қимасының құраушысын анықтау
Жұмыстың мақсаты: Тангенс-гальванометр әдісімен Жердің магниттік өрісінің кернеулілігін көлденен құраушыны анықтау.
Құрал жабдықтар: Тангенс-гальванометрі бар электр схема.
Теориялық кіріспе
Магнит өрісі материяның бір түрі. Қозғалыстағы зарядтар (электр тоғы) және тұрақты магниттер магнит өрісін тудырады. Магнит өрісін
1 сурет 2-сурет
зерттеу үшін тоғы бар тұйық контур (1-сурет) пайдаланылады. Контурға магнит өрісі тарапынан М күш моменті әсер етеді, контур бұрылады. Бұл күш моментінің ең үлкен мәні. Мmax контурдың S ауданына және контурдағы І ток күшіне тіра пропорционал, яғни Мmax ~IS. Pm=IS шамасын тоғы бар контурдың магнит моменті деп атайды. Магнит моменті векторлық шама , мұндағы – контур жазықтығына орналасқан перпендикуляр бірлік вектор, оның бағыты тоқтың бағытына қарағанда оң бұранда ережесімен анықталады (2-сурет). Магнит өрісінің негізгі сиппатамасы магнит индукциясы (магнит индукциясының векторы)
Магнит индукциясының өлшемі [B] Тл (тесла).
Магнит өрісі магнит индукциясының күш сызықтары арқылы бейнеленеді. Магнит индукциясының күш сызықтары үшін кез келген нүктедегі жанмасы осы нүктедегі индукция векторымен бағыттас сызықты аламыз. Магнит индукциясының күш сызықтары тұйық болады. Мұндай өрісті құйынды деп атайды. - нің бағыты бұранда ережесі арқылы анықталады. Магнит индукциясы ортаның қасиетіне байланысты.
Егер вакуумдағы магнит индукциясы , ал ортадағы магнит индукциясы деп белгілесек, онда .
- ортаның магнит өтімділігі, ол ортаның қасиетін көрсетеді.
Магнит өрісін сипаттайтын келесі бір шама – магнит өрісінің кернеулігі.
, мұндағы – магнит тұрақтысы.
Магнит өрісінің кернеулігі [H]-ортаның қасиетіне тәуелді емес. Ол магнит өрісін тудыратын тоқтың шамасына тәуелді. Кернеуліктің өлшем бірлігі – A/M.
Француз физигі Ж. Био, Ф.Саввар және П. Лаплас пішіндері әртүрлі тоқтардың магнит өрісіне зерттеу жүргізді. Олар магнит индукциясы, барлық жағдайда магнит өрісін туғызатын тоқ күшіне пропорционал және магнит индукция анықталатын нүктеге дейінгі арақашықтыққа байланысты болатынын анықтады. Сөйтіп, Био-Савар-Лаплас заңы бойынша J тоғы бар өткізгіштің dl элементінің өрістің белгілі бір нүктесіндегі магнит индукциясы dB мынаған тең (3 - сурет)
,
мұндағы – тоғы бар dl элементтен A нүктесіне дейінгі ара қашықтық, α-dl элементпен r арасындағы бұрыш. Осы өрнек электромагниттік құбылыстар үшін негізгі заң болып табылады. Мұндағы индукциясы тоқ элементі dl және r қашықтыққа перпендикуляр болады. –нің бағыты бұранда ережесі бойынша анықталады. Электр өрісі сияқты магнит өрістері үшін де суперпозиция принципін қолданып, барлық тоқ элементтерінің әр түрлі нүктелеріндегі магнит индукциясы векторларының қосындыларын мына қатыс арқылы анықтауға болады: ,
3- сурет 4-сурет
мұндағы -тоқтың dl элементін тудыратын магнит индукциясы. Ал интегралды өткізгіштің барлық ұзындығы ℓ бойынша аламыз.
Енді Био-Савар-Лаплас заңын дөңгелек тоқтың орталығындағы магнит өрісін анықтау үшін (4-сурет) қолданайық.
Мұндай өткізгіштің барлық элементтері орталығынан бірдей r арақашықтықта болатындықтан және магнит индукциясының бағыты, орталығы арқылы нормаль бағытына сәйкес, контурға перпендикуляр бағытталады.
Сондықтан дөңгелек тоқтың орталығындығы магнит индукциясы
Себебі sinα=1 , I=const, r=const.
.
Дөңгелек тоқтың орталығындағы кернеулік
(1)
Достарыңызбен бөлісу: |