1,2- зертханалық жұмыс Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын анықтау Жұмыстың мақсаты

1,2- зертханалық жұмыс 
Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын анықтау 
Жұмыстың мақсаты:
Жердің магнит өрісі кернеулігінің горизонталь құраушысын 
анықтау. 
Құрал-жабдықтар:
тангенс-гальванометр. 
 
Теориялық кірспе 
Жерді шар тәрізді магнит деп қарастыруға болады. Жер бетінің кез келген нүктесінде 
және оны қоршаған ортада магнит өрісі бар, оның әсерін магнит тілше көмегімен анықтауға 
болады. Магнит күш сызықтарының бағыттары үшін кішкентай магнит тілшенің, солтүстік 
полюсіне әсер етуші күш векторының бағытын алу қабылданған, яғни күш сызықтары солтүстік 
магнит полюсінен шығып оң магнит полюсіне қарай бағытталады. Ауырлық центрінен жіңішке L 
жіпке ілінген кішкентай NS магнит тілше көмегімен күш сызықтарының бағытын анықтауға 
болады. Магнит тілше өзі тұрған нүкте арқылы өтетін магнит өрісінің күш сызықтарына 
жүргізілген жанама бағытында орналасады (1 - сурет).
Тілше орналасқан вертикаль жазықтық магниттік 
меридиан деп аталады. Жердің магнит өрісінің кернеулігін 
горизонталь және вертикаль құраушыларға жіктеуге болады. Жер 
өрісінің горизонталь құраушысы, оның бетіне параллель 
бағытталады. Бойында 
І
ток жүріп тұратын өткізгіштің 
айналасындағы белгілі бір А нүктесіндегі, яғни қарастырылып 
отырған элементар бөліктен 
r
қашықтықтағы (2-сурет) нүктедегі
элементар индукция векторы 
→
dB
Био-Савар-Лаплас заңына 
сәйкес былай анықталады: 
2
0
)
sin(
4
r
dl
r
dl
I
dB
→

→
=



, 
(1) 
мұндағы 

−ортаның магнит 
өтімділігі, 

0
=4


10
-6
Гн/м – магнит 
тұрақтысы. 
dl
− бойымен 
ток 
жүріп 
тұрған 
өткізгіш 
элементінің ұзындығы, оның 
бағыты ток бағытына сәйкес келетін 
векторлық шама, 
r
→
−
dl
элементпен өрістің қарастырып 
отырған нүктесін қосатын 
радиус вектор. 
(1)
−
Био-Савар-Лаплас заңының скалярлық өрнегі векторлық түрде былай беріледі:
3
0
]
[
4
r
r
dl
I
dB
→
→
→

=



. (2) 
Магнит өрісінің 
→
dB
индукция векторының бағытын 
]
[
→
→

r
dl
векторлық көбейтіндінің
бағытымен, оң бұранда ережесімен табуға болады.
Берілген өткізгіштің нүктесіндегі толық магнит өрісін, осы А нүктедегі жекелеген 
→
dl
элементар бөліктердің өрістерінің векторлық қосындысы түрінде есептеуге болады. Оны интеграл 
түрінде жазсақ: 



→

→
=
=
2
0
)
;
sin(
4
r
dl
r
dl
I
dB
B



. 
(3) 
Бұл жұмыста дөңгелек тоқтың магнит өрісін алып 
қарастырамыз. Био-Савар-Лаплас заңы арқылы дөңгелек тоқтың 
центріндегі магнит индукциясының өрнегін анықтауға болады 
(3-сурет). Кез келген 
→
dl
элементпен О центрге дейінгі r 
қашықтық бірдей, ол R 
−
орам радиусына тең. Барлық
элементтері радиус-векторға перпендикуляр, сондықтан: 
)
sin(
→

→
r
dl
=1. 
Бұдан: 
R
I
R
R
dl
R
I
dB
B
R
2
2
4
4
0
2
0
2
0
2
0










=
=
=
=


. 
(4) 
Егер өткізгіш айналасындағы орта магниттелмеген болса (ауа), онда 

=1, ал магнит өрісі мынаған 
тең: 
R
I
В
2
0

=
. 
(5) 
Егер катушканың орам саны N болса, онда: 
N
R
I
В
2
0

=
(6)