Medidor de campo magnético. dibujo, descripción

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Medidor de campo magnético. Laboratorio de ciencias para niños

Laboratorio de ciencias para niños

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¿Quién no ha visto cómo la aguja magnética de una brújula, girada varias veces de lado a lado, se coloca de tal manera que sus extremos apuntan exactamente a los polos magnéticos? Este campo magnético de la Tierra hace que se alinee a lo largo de sus líneas de fuerza, indicando así su dirección. Sin embargo, una medida cuantitativa precisa del campo magnético terrestre sigue siendo inaccesible hasta el día de hoy. En barcos especiales hechos de materiales no magnetizables, los científicos navegan hacia el océano abierto, donde el campo magnético de la Tierra está menos distorsionado por los objetos metálicos circundantes o los depósitos de minerales naturales, para realizar mediciones precisas. Y, sin embargo, se puede hacer una determinación aproximada de la fuerza del campo magnético de la tierra en la lección sin salir del salón de clases. Para hacer esto, debes hacer un dispositivo diseñado por los chicos de la escuela número 7 en la ciudad de Vilnius.

(haga clic para agrandar)

El dispositivo es bastante simple (ver figura). Sobre un marco ligero de aluminio de 12,0x16,0 mm, montado sobre un eje de baja fricción (simplemente sobre dos agujas), se enrollan n = 100 vueltas de hilo aislado de 0,1 mm de diámetro. Los extremos del devanado están soldados a dos soportes fijados en el marco y aislados de él. Los comienzos de la espiral

muelles. Una flecha está unida rígidamente al marco, mostrando en una escala con divisiones en grados el ángulo de desviación del marco desde la posición de equilibrio inicial. El extremo del resorte superior está soldado al cable corrector, que puede girar alrededor del eje instalado en el soporte. El soporte está unido a una escala de plexiglás con divisiones de grado. Cuando se gira el corrector, el resorte se tuerce o se desenrosca, por lo que se gira el marco con la flecha, lo que le permite establecer la flecha en cero del ángulo de referencia. Para el dispositivo, una caja está hecha de plexiglás u otros materiales cuya permeabilidad magnética sea cercana a la unidad.

Antes de comenzar las mediciones, es necesario establecer una relación cuantitativa entre el momento de las fuerzas en relación con el eje del marco y el ángulo de su rotación. Para hacer esto, el dispositivo se instala de modo que la flecha y el eje del marco estén en posición horizontal. A cierta distancia del eje, por ejemplo, 10 mm, se cuelga una pequeña carga de la flecha, por ejemplo, un anillo de alambre que pesa 0,01 g. El par será igual a:

M=F*L=0,000098 H*0,01 m=9,8*10^-7 Nuevo Méjico. Deje que la flecha gire en el ángulo A = 40 °. Entonces el coeficiente de proporcionalidad entre el momento de las fuerzas y el ángulo de giro será igual a:

K=M/A=(9,8*10^-7n * m) / (40 grados) \u2,45d 10 * XNUMX^-8 n*m/grado

Para trabajar con campo magnético es necesario montar el siguiente circuito eléctrico (ver figura). En serie con el dispositivo, conecte un miliamperímetro, un reóstato de alta resistencia, un interruptor y una batería de una linterna. Determine de antemano la dirección de las líneas del campo magnético con una brújula y sostenga el dispositivo durante todo el experimento para que el marco quede paralelo a ellas. Encienda la corriente de 30 mA. Como se sabe por el curso de física de la escuela, el momento de las fuerzas de rotación M, que actúan sobre un marco con corriente I y área S, es igual a: M = B * I * S, donde B es la inducción magnética. Sea la desviación del marco de 4°. Al mismo tiempo, M \u4d K * 2,45 ° \u10d XNUMX * XNUMX^-8 n * m / grado * 4 grados \u9,8d 10 * XNUMX^-8 Nuevo Méjico.

De aquí obtenemos el valor de la inducción magnética:

B=M/(I*S*n)=(9,8*10^-8n*m)/(0,03a*1,92*10^-4м²*100)=1,7*10^-4tl.

La escala del instrumento se puede graduar en Tesla. El dispositivo puede medir la inducción magnética no solo del campo terrestre, sino también de los campos de imanes permanentes, conductores y bobinas con corriente,

Autor: G. Grigenas

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