meranie indukcie mp zeme na strednej škole
DESCRIPTION
Meranie indukcie MP Zeme na strednej škole. PaedDr. Peter Horváth, PhD. Meranie magnetického poľa Zeme jednoduchými pomôckami. námety od: Zdeněk Polák (Náchod) Peter Demkanin (Bratislava). Magnety 0,01 T – 0,5 T Elektromagnety 2 T až 100 T. Magnetické pole Zeme – Fe jadro - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Meranie indukcie MP Zeme Meranie indukcie MP Zeme na strednej školena strednej škole
PaedDr. Peter Horváth, PhD.
Meranie magnetického poľa Zeme jednoduchými
pomôckami
námety od:Zdeněk Polák (Náchod)
Peter Demkanin (Bratislava)
Magnety 0,01 T – 0,5 TElektromagnety 2 T až 100 T.
Magnetické pole Zeme – Fe jadro
Severný zemepisný je v blízkosti južného magnetického pólu
MP chráni život na Zemi pred ionizujúcim žiarením
Polárna žiara
Obrázky polárnej žiary sú z Wikipédie
Obrázky polárnej žiary sú z Wikipédie
Aurora australis, satelit NASA 11. septembra 2005, Wikipédia
Meranie MP Zeme na Slovensku pracovisko v Hurbanove pred 100 rokmi
Meranie MP Zeme na Slovensku pracovisko v Hurbanove
V našich zemepisných šírkachmagnetická indukcia približne 5.10-5 T,
z toho horizontálna zložka 2. 10-5 T.
Marián Kíreš, http://kekule.science.upjs.sk
Hans Christian Ørsted, 14.8.1777 – 9.3.1851
1820 – súvislosť elektriny a magnetizmu(1802 - Gian Domenico Romagnosi)
Meranie horizontálnej zložky MP pomocou cievky
Princíp spočíva v porovnávaní veľkosti magnetického poľa vytvoreného
elektrickým prúdom prechádzajúcim cievkou a veľkosti horizontálnej zložky
magnetického poľa Zeme.
100 4,5 V
l
A
μ permeabilita prostredia (pre vzduch približne ako pre vákuum 4.10-7 N.A-2)
N počet závitov cievky
I prúd prechádzajúci cievkou
l dĺžka cievky.
lINB ..C
Magnetické pole vytvorené prúdom v strede dutiny cievky:
BZ
BC
B
Z
C
BBtg
Ak nastavíme = 45°, BC = BZ
Meranie horizontálnej zložky MP pomocou cievky
cievka (15 závitov, priemer 7 cm)magnetka
4,5 V baterka100 Ω potenciometer
ampérmeter (do 300 mA)
100 4,5 V
l
A
Meranie horizontálnej zložky MP pomocou tangentovej buzoly
Princíp spočíva v porovnávaní veľkosti magnetického poľa vytvoreného
elektrickým prúdom prechádzajúcim závitom, resp. závitmi a veľkosti
horizontálnej zložky magnetického poľa Zeme.
100
4,5 V
A
BZ
BC
B
Z
C
BBtg
Ak nastavíme = 45°, BC = BZ
dINBB..
Magnetické pole vytvorené prúdomv strede dutiny:
μ permeabilita prostredia (pre vzduch približne ako pre vákuum 4.10-7 N.A-2)
N počet závitov
I prúd prechádzajúci závitmi
d priemer závitov
Profesionálne vyrobená tangentová buzola,prúd 2 A, ampérmeter, 4,5 V baterka
Naša cievka, 54 závitov, priemer 20 cm
Naša cievka, 54 závitov, priemer 20 cm
Meranie horizontálnej zložky MP pomocou vyrobenej tangentovej buzoly
cievka (54 závitov, priemer 20 cm)krabica z xeroxového papiera
buzola (kompas)4,5 V baterka
100 Ω potenciometerampérmeter (do 300 mA)
100
4,5 V
A
Zapojenie
Detaily merania
Detaily merania
Roztočený závitNa Zemi sa nachádzame v jej magnetickom
poli.
Faradayov zákon elektromagnetickej indukcie tvrdí, že ak dôjde k časovej zmene magnetického indukčného toku v závite,
indukuje sa v ňom napätie U.
ΔtΔΦU
Magnetický indukčný tok
B.SΦ Keď roztočíme vodič v magnetickom poli Zeme, meníme počas točenia neustále
plochu závitu, ktorou prechádzajú magnetické indukčné čiary. Tým meníme
magnetický indukčný tok a v závitesa indukuje napätie.
ΔtΔΦU
Milivoltmetrom môžeme odmerať veľkosť maximálneho indukovaného napätia a z tejto
hodnoty dopočítať veľkosť magnetickej indukcie Zeme.
mV
Veľkosť indukovaného napätia môžeme vyjadriť (mínus nepotrebujeme písať):
ΔtΔSBU .
Ak odmeriame maximálnu hodnotu napätia UM, môžeme vypočítať priemernú (efektívnu) hodnotu
indukovaného napätia Uef :
Mef 22UU
mV
S
Maximálna zmena plochy je 2S. Táto zmena sa udeje za polovicu periódy,
2
2.ef T
SBU
mV
S
STUB
4.ef
Meranie indukcie MP pomocou točenia závitu
pevný drôt (20 m)milivoltmeter
stopkydĺžkové meradlo
kompas na určenie správneho smeru
Ďakujem za pozornosť
http://fyzikus.fmph.uniba.sk/vysielanie
http://www.skola.sk/fyzika
http://www.skola.sk/bratislava