גלוונומטר טנגנטי- חלק 1

מטרת הניסוי

מטרת הניסוי היא מציאת הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור הארץ (BE).

רקע תאורטי

כאשר שני שדות מגנטיים משפיעים על מחט מגנטית, המחט תצביע בכיוון השדה השקול (הסכום הווקטורי של השדות).

בניסוי זה, ישנם שני שדות מגנטיים:

• השדה המגנטי של כדור הארץ (BE) הפועל בכיוון צפון (ימינה בסימולציה)
• השדה המגנטי שנוצר על ידי הטבעת עם הזרם (Bi) הפועל בניצב לשדה הארץ (כלפי מעלה או מטה בסימולציה)

המחט המגנטית מצביעה בכיוון השדה השקול, וזווית הסטייה (α) מחושבת על ידי:

השדה המגנטי שנוצר על ידי הטבעת בנקודה המרכזית הוא:

כאשר:

• μ₀ - קבוע החדירות המגנטית של הריק (4π × 10⁻⁷ T·m/A)
• N - מספר הליפופים של הטבעת
• I - עוצמת הזרם בטבעת (באמפר)
• R - רדיוס הטבעת (במטר)

מכאן נקבל:

שיטת המדידה

בסימולציה זו, יש לבצע את הפעולות הבאות:

1. לקבוע מספר ליפופים קבוע
2. לשנות את הזרם בטבעת ולרשום את זווית הסטייה
3. לחשב את tan(α) עבור כל זווית
4. ליצור גרף של tan(α) כפונקציה של הזרם (I)

ניתוח התוצאות

מהגרף נקבל קשר ליניארי מהצורה:

השיפוע של הקו הישר (m) שווה ל:

מכאן, ניתן לחשב את הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור הארץ:

בסימולציה זו, הרדיוס R = 0.05 מטר וערך μ₀ = 4π × 10⁻⁷ T·m/A