5. Kết quả thí nghiệm
2.2.2. Máy đo từ trƣờng kỹ thuật số “Teslameter, digital”
Hình 2.2: Mô tả các nút chức năng của máy đo từ trƣờng kỹ thuật số “Teslameter, digital”
1. Lỗ cắm
Lỗ cắm cho đầu dò từ trƣờng
2. Nút xoay điều chỉnh điểm 0
Dùng để điều chỉnh máy đo hiện số về 0 trong môi trƣờng không có từ trƣờng nào cả (dùng cho trƣờng hợp số đo hiển thị trên màn hình lúc đó rất nhỏ)
3. Nút xoay
Dùng để chọn giới hạn đo đạc
4. Công tắc thay đổi trường một chiều hay trường xoay chiều 5. Màn hình kỹ thuật số
Dùng để hiển thị giá trị kết quả đo đƣợc, 3 chữ số.
6. Núm xoay điều chỉnh điểm 0
Dùng để điều chỉnh máy đo hiện số về 0 trong môi trƣờng không có từ trƣờng nào cả (dùng cho trƣờng hợp số đo hiển thị trên màn hình lúc đó lớn)
7. Đầu ra
Dùng để nối với thiết bị cần đo từ trƣờng
2.3. An toàn khi sử dụng
Khi sử dụng nguồn điện và máy đo từ trƣờng kỹ thuật số, ta cần lƣu ý đến đầu ra, đầu vào của máy, là một chiều hoặc xoay chiều, phù hợp với bài thí nghiệm và yêu cầu mà bài đó đặt ra
3. Cơ sở lý thuyết
Hình 2.3: Các thành phần vectơ từ trƣờng Trái Đất a) Theo mặt phẳng nằm ngang
b) Theo mặt phẳng thẳng đứng
Đƣa từ kế vào lòng của cuộn dây Helmholtz. Xét cuộn dây khi chƣa dòng điện chạy qua, thì lúc đó kim nam châm của từ kế sẽ chỉ thành phần nằm ngang hB E (hƣớng phƣơng Bắc – Nam) của từ trƣờng Trái Đất. Nếu lúc đó có một từ trƣờng khác bên ngoài hB sinh ra trong lòng cuộn dây Helmholtz (do có dòng điện chạy H qua), thì kim nam châm sẽ bị làm lệch một góc , chỉ hƣớng của cảm ứng từ tổng hợp hB (Hình 2.3a) Trong hình này mô tả các thành phần của từ trƣờng đã nêu ở R trên với trƣờng hợp φ 90 0. Đƣờng nét đứt mô tả các thành phần của từ trƣờng khi dòng điện một chiều đi qua cuộn dây Helmholtz đổi chiều.
Theo định lý hàm sin trong tam giác, ta có h H h E sin sin B sin sin B (2.1)
Trong trƣờng hợp đặc biệt, trục của cuộn dây thẳng góc với hƣớng “Bắc – Nam”, tức là 900, thì lúc đó ta có
Bên cạnh đó ta lại có
hB = IH H . K (2.3)
Trong đó: K là hệ số góc của đồ thị (Oh H
B IH) với hB (trục tung) đơn vị mT và IH H (trục hoành) đơn vị là A Vì thế từ (2.1) ta thấy h E sin H B . I .K sin (2.4)
Từ (2.4) ta có thể tính đƣợc hB , thành phần từ trƣờng nằm ngang của Trái Đất. E
Hình 2.3b mô tả mối liên hệ giữa vectơ từ trƣờng Trái Đất B và hai thành phần E theo phƣơng nằm ngang hB và theo phƣơng thẳng đứng E vB của nó, với E là góc hợp bởi vectơ từ trƣờng Trái Đất và vectơ từ trƣờng theo phƣơng nằm ngang.
Vậy:
vBE hB .tanE (2.5)
Từ đó chúng ta tính đƣợc từ trƣờng của Trái Đất theo công thức sau
V 2 H 2
E E E
4. Lắp đặt và tiến hành thí nghiệm 4.1. Lắp đặt thí nghiệm
Hình 2.4: Bố trí thí nghiệm đo từ trƣờng Trái Đất
- Lắp đặt thí nghiệm nhƣ hình.
- Cắm que dò từ trƣờng vào máy đo từ trƣờng, nối các sợi dây điện vào nhƣ hình. - Chỉnh đồng hồ đa năng hiện số ở chế độ mA.
4.2. Tiến hành thí nghiệm