V.
MJERENJE MAGNETSKOG POLJA PERMANENTNOG MAGNETA
Na sličan način
mjerio sam i magnetsko polje malog permanentnog magneta montiranog na stalak,
kojeg sam pomicao po liniji okomitoj na polje Zemlje (B0).
Tangens kuta otklona a je sada omjer magnetskog polja dipola Bd
i B0:
Dipol sam orijentirao kako je
prikazano na slici:
U literaturi sam našao da je magnetsko
polje dipola u točki udaljenoj za r
od dipola, a u smjeru dipolnog momenta jednako:
Iz ove formule
vidimo da polje dipola opada kao 1/r3. Ja sam htio pomoću svog
uređaja provjeriti tu formulu i vidjeti da li ja to u praksi mogu izmjeriti.
Zato sam dipol primicao prema čaši s žaruljicom i mjerio otklon u ovisnosti o
udaljenosti.
REZULTATI MJERENJA POLJA MAGNETA
mjerenje 2
|
|
r (cm) |
Dx (cm) |
|
1 |
36,1 |
2,0 |
|
2 |
33,4 |
2,5 |
|
3 |
31,4 |
3,0 |
|
4 |
28,4 |
4,0 |
|
5 |
26,5 |
5,0 |
|
6 |
24,9 |
6,0 |
|
7 |
23,6 |
7,0 |
|
8 |
22,7 |
8,0 |
|
9 |
21,8 |
9,0 |
|
10 |
21,0 |
10,0 |
|
11 |
20,4 |
11,0 |
|
12 |
19,8 |
12,0 |
|
13 |
19,3 |
13,0 |
Kombinirajući
gornje dvije formule, dobio sam jednadžbu koja
povezuje tangens kuta otklona i
udaljenosti magneta od plovka:
Iz ovoga se vidi da
će tangens kuta a biti obrnuto
proporcionalan sa kubom udaljenosti r3. Zato sam svoje rezultate
prikazao u sljedećem obliku:
|
|
r (cm) |
Dx (cm) |
1/r3 (m-3) |
tg 2a |
a |
tg a |
|
1 |
36,1 |
2,0 |
21,6 |
0,0568 |
1,63 |
0,0284 |
|
2 |
33,4 |
2,5 |
26,8 |
0,0710 |
2,03 |
0,0355 |
|
3 |
31,4 |
3,0 |
32,3 |
0,0852 |
2,44 |
0,0425 |
|
4 |
28,4 |
4,0 |
43,7 |
0,1136 |
3,24 |
0,0566 |
|
5 |
26,5 |
5,0 |
53,7 |
0,1420 |
4,04 |
0,0707 |
|
6 |
24,9 |
6,0 |
64,8 |
0,1705 |
4,84 |
0,0846 |
|
7 |
23,6 |
7,0 |
76,1 |
0,1989 |
5,62 |
0,0985 |
|
8 |
22,7 |
8,0 |
86,1 |
0,2273 |
6,40 |
0,1122 |
|
9 |
21,8 |
9,0 |
96,5 |
0,2557 |
7,17 |
0,1258 |
|
10 |
21,0 |
10,0 |
108,0 |
0,2841 |
7,93 |
0,1393 |
|
11 |
20,4 |
11,0 |
117,8 |
0,3125 |
8,68 |
0,1526 |
|
12 |
19,8 |
12,0 |
128,8 |
0,3409 |
9,41 |
0,1658 |
|
13 |
19,3 |
13,0 |
139,1 |
0,3693 |
10,14 |
0,1788 |
Na grafu 2 sam
prikazao tangens a u ovisnosti o 1/r3:
Vidimo da zaista polje ovisi kao 1/r3.
Crvena linija prikazuje najbolji pravac kroz te točke i može se izraziti
sljedećom formulom:
Dakle, nagib ovog pravca mora biti
jednak:
Iz prijašnjeg
mjerenja sam izmjerio da je magnetsko polje B0 jednako 0,191 G (1,91
× 10-5
T). Ako uvrstimo taj rezultat u gornju formulu, dobit ćemo da magnetski moment
mog magnetića iznosi:
m = 0,122 A×m2
LITERATURA:
Knjige:
- Tonči Andreis, Miro Plavčić, Nikica Simić: Fizika
4 (Profil, Zagreb 2000.)
- Viktor Pinter: Osnove elektrotehnike
(Tehnička Knjiga, Zagreb 1994.)
- Frederick J. Keller, W. Edward Gettys, Malcolm J.
Skove: Physics, second edition (McGraw-Hill, Inc., USA 1993.)
- The World Book Encyclopedia (World Book,
Inc., USA 1994.)
Web:
- Exploration Geophysics and Seismology Course
Notes: Magnetics
(http://www-geology.ucdavis.edu/~gel161/sp98_burgmann/magnetics/magnetics.html)
- Magnetic field formulas
(http://www.geocities.com/CapeCanaveral/Hall/6153/index.htm)