Sztatikus mágneses mező vizsgálata

Szerkesztés alatt!

A mérés célja

• a Helmholtz-tekercs mágneses terének vizsgálata és az Ampére-féle gerjesztési törvény kísérleti igazolása.

Ennek érdekében:

• megismerkedünk a mágneses térerősség mérésére szolgáló magnetorezisztív szenzorral, és az Universal Lab Interface (ULI) adatgyűjtő rendszerrel;

• feltérképezzük a mágneses térerősség komponensei-nek helyfüggését a Helmholtz-tekercs körül.

Elméleti összefoglaló

Egyes sztatikus mágnességgel kapcsolatos jelenségek (pl. az, hogy bizonyos vasércek a kisméretű vasdarabokat magukhoz vonzzák) már az ókorban ismertek voltak. A Föld mágneses terét évezredek óta használjuk tájékozódásra. Ezen mérés keretében állandó mágneses terek vizsgálatával foglalkozunk.

Szemben a Naprendszerünk hasonló méretű bolygóinak többségével, a Föld erős mágneses térrel rendelkezik, amely a Föld belsejében található anyag/töltés áramlásokkal hozható kapcsolatba. A Föld mágneses tere fontos szerepet játszik a földfelszín nagyenergiás kozmikus részecskékkel szembeni védelmében (1. ábra), és jelenléte alapvető lehetett a földi élet kialakulása szempontjából is.

A földmágneses tér eloszlása a Föld felszínén első közelítésben olyan, mintha egy $\setbox0\hbox{$\sim 10^{17}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ Vsm momentumú dipólus helyezkedne el a Föld közepe táján, melynek tengelye hozzávetőleg a $\setbox0\hbox{$71^\circ$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$É, $\setbox0\hbox{$96^\circ$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$NY ill. $\setbox0\hbox{$73^\circ$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$D, $\setbox0\hbox{$156^\circ$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$K ponto-ban metszi a felszínt. A súlypontjában felfüggesztett mágnestű (feltéve, hogy nincsenek a környezetében mágneses vagy mágnesezhető anyagok ill. áramjárta vezetők) a Föld $\setbox0\hbox{$\mathit{\mathbf{B_F}}$}% \message{//depth:\the\dp0//}% \box0%$ mágneses terének (mágneses indukciójának) irányába áll be.

BF-et általában a mágneses elhajlás vagy deklináció szögével (térerősség vektoron átmenő függőleges ún. mágneses meridiánsík és az adott helyen átmenő földrajzi meridiánsík vagy hosszúsági kör által bezárt szög), ill. a lehajlás vagy inklináció szöge (BF-nek a vízszintessel bezárt szöge), valamint a horizontális intenzitás (BF vízszintes vetülete) segítségével adják meg, melyekkel kifejezhető a teljes intenzitás (a vektor abszolút értéke) és a vertikális intenzitás (a függőleges komponens).