Т е о р и я л ы қ м а ғ л ұ м а т т а р

Жер шарының магнит өрісі бар. Жердің бетінде және оны қоршаған кеңістіктің кез келген нүктесінде магниттік күштердің әсері байқалады. Жердің магниттік полюстері мен географиялық полюстері сәйкес келмейді: географиялық солтүстік (C) полюске магнит өрісінің оңтүстік полюсі (S), ал географиялық оңтүстік (O) полюске магнит өрісінің (N) солтүстік полюсі жақын орналасқан. 1-суретте Жердің географиялық айналу осі CO үзік сызықпен көрсетілген. Географиялық меридиан мен магниттік меридиан арасындағы бұрыш ( ) магниттік бұрылу бұрышы деп аталады. Магнит өрісінің күш сызықтары полюстер аймағында Жер бетіне вертикаль ( А нүктесі), ал экватор аймағында горизонталь (Э нүктесі) бағытталған (1-сурет). Полюстерден басқа нүктелерде магнит өрісінің күш сызықтары, сәйкесінше кернеулік векторы , Жер бетіне белгілі бір бұрышпен бағытталған. Демек, қандай да бір P нүктеде магнит өрісінің кернеу-лік векторын екі құраушыға жіктеуге болады (2-cурет). KL горизонт жазықтығына проекциясы – горизонталь құраушысы және Жердің R_Ж=РЦ радиусына проекциясы – вертикаль құраушысы:

.

Жердің магнит өрісі мен горизонталь жазықтық арасындағы бұрышы көлбеулік бұрышы (экваторда бұл бұрыш нольге тең), горизонталь құраушының бағытын магниттік меридиан бағыты деп алса, одан өтетін вертикаль жазықтық магниттік меридиан жазықтығы деп аталады. Жердің магнит өрісінің толық кернеулігін формуласымен есептеуге болады. Магниттік көлбеулік бұрышы – , магниттік бұрылу бұрышы – және магнит өрісінің горизонталь құраушысы Жердің магнит өрісінің негізгі параметрлері болып табылады. Магнит өрісінің кернеулігі магниттік индукция векторымен бағыттас болады:

L

SC

S

P

HВ

Э

Ц

K

ON

N

A

1-сурет 2-сурет

N

S

R

АҚ

 

K

 

 

3-сурет 4-сурет

 

 

Вертикаль ось маңында айналатын магниттік тілше горизонталь жазықтықта тек магнит өрісінің горизонталь құраушысының әсерінен бұрылады. Жердің магнит өрісінің горизонталь құраушысын анықтау үшін қолданылатын тангенс-гальванометр деген құралдың жұмыс істеу принципі магниттік тілшенің осы қасиетіне негізделген.

Тангенс-гальванометр – n орамнан тұратын радиусы R вертикаль жазық катушка. Катушканың ортасында горизонталь жазықтықта компас орналас-қан. Катушкада ток болмағанда компастың магниттік тілшесі Жердің маг-ниттік NS меридианының бойымен бағытталады. Вертикаль ось бойымен айналдыра отырып катушканың жазықтығын магниттік меридиан жазықты-ғымен беттестіруге болады. Осыдан кейін катушка бойымен ток жіберсе, магниттік тілше бұрышқа бұрылады (3-сурет). Себебі тілшеге өзара перпендикуляр бағытталған екі өріс (Жердің магнит өрісі мен дөңгелек токтың магнит өрісі) әсер етеді. Дөңгелек токтың магнит өрісі кернеулігінің векторы , оң бұранда ережесіне сәйкес, токтың осі бойымен Жердің магнит өрісінің горизонталь құраушысына (яғни, Жердің магниттік меридианына) перпендикуляр бағытталады. Катушка бойындағы ток күші тұрақты болғанда компас тілшесі қортқы магнит өрісі кернеулігінің бойымен тепе-тең жағдайға келеді. 3-суретте көрсетілгендей:

(1)

Катушканың центріндегі магнит өрісінің кернеулігі:

(2)

Осыдан, Жердің магнит өрісінің горизонталь құраушысы:

(3)