מד שדה מגנטי. ציור, תיאור

מעבדה מדעית לילדים
ספרייה חינם / מדריך / מעבדת מדע לילדים

מד שדה מגנטי. מעבדה מדעית לילדים

מעבדת מדע לילדים

מי לא ראה כיצד המחט המגנטית של מצפן, לאחר שהתנדנדה מספר פעמים מצד לצד, ממוקמת בצורה כזו שקצותיה מצביעים במדויק על הקטבים המגנטיים? השדה המגנטי הזה של כדור הארץ מאלץ אותו להתיישר לאורך קווי הכוח שלו, ובכך מצביע על כיוונם. עם זאת, מדידה כמותית מדויקת של השדה המגנטי של כדור הארץ עדיין קשה לגשת. על כלי שיט מיוחדים העשויים מחומרים שאינם ניתנים למגנט, מדענים מפליגים לאוקיינוס הפתוח - שם השדה המגנטי של כדור הארץ מעוות הכי פחות על ידי עצמים מתכתיים שמסביב או מרבצי עפרות טבעיים - כדי לבצע מדידות מדויקות. ובכל זאת, קביעה משוערת של ערך עוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ יכולה להיעשות ממש בכיתה, מבלי לצאת מהכיתה. כדי לעשות זאת, אתה צריך להכין מכשיר שעוצב על ידי החבר'ה מבית ספר מס' 7 בווילנה.

(לחץ להגדלה)

המכשיר די פשוט (ראה תמונה). על מסגרת אלומיניום קלת משקל בגודל 12,0x16,0 מ"מ, מותקנת על ציר עם חיכוך נמוך (פשוט על שתי מחטים), נפולים n=100 סיבובים של חוט מבודד בקוטר 0,1 מ"מ. קצוות הפיתול מולחמים לשני סוגרים, מקובעים למסגרת ומבודדים ממנה. התחלות חוטי הספירלה מולחמות לאותן סוגריים.

אביב. חץ מחובר בצורה נוקשה למסגרת, המציין בסולם עם חלוקות במעלות את זווית הסטייה של המסגרת ממצב שיווי המשקל הראשוני. קצה הקפיץ העליון מולחם לזרוע המתקן, שיכולה להסתובב סביב ציר המותקן בתושבת. התושבת מחוברת לסולם פרספקס עם חלוקות מעלות. כשמסובבים את המתקן, הקפיץ מתפתל או לא מתפתל, ובגלל זה מסתובבת המסגרת עם החץ, מה שמאפשר להגדיר את החץ לזווית הייחוס האפסית. למכשיר מייצרים קופסה מפרספקס או חומרים אחרים שהחדירות המגנטית שלהם קרובה לאחדות.

לפני תחילת המדידות, יש צורך לקבוע קשר כמותי בין רגע הכוחות ביחס לציר המסגרת לבין זווית הסיבוב שלה. לשם כך, המכשיר מותקן כך שהחץ והציר של המסגרת נמצאים במצב אופקי. במרחק מסוים מהציר, למשל 10 מ"מ, תלוי עומס קטן על החץ, למשל טבעת חוט במשקל 0,01 גרם. המומנט יהיה שווה ל:

M=F*L=0,000098 H*0,01 m=9,8*10^-7 n*m. תן לחץ להסתובב בזווית A=40°. אז מקדם המידתיות בין רגע הכוח לזווית הסיבוב יהיה שווה ל:

K=M/A=(9,8*10^-7n * מ') / (40 מעלות) \u2,45d 10 * XNUMX^-8 n*m/°

כדי לעבוד עם שדה מגנטי, יש צורך להרכיב את המעגל החשמלי הבא (ראה איור). חבר מיליאממטר, ריאוסטט בעל התנגדות גבוהה, מתג וסוללת פנס בסדרה עם המכשיר. קבעו מראש את כיוון קווי השדה המגנטי בעזרת מצפן והחזיקו את המכשיר במהלך כל הניסוי כך שהמסגרת תהיה מקבילה אליהם. הפעל את ה-30 mA הנוכחי. כידוע מהקורס בפיזיקה בבית הספר, מומנט הכוחות הסיבוביים M הפועלים על מסגרת עם זרם I ושטח S שווה ל: M = B*I*S, כאשר B הוא אינדוקציה מגנטית. תן לסטיית המסגרת להיות 4°. במקרה זה M=K*4°=2,45*10^-8 n*m/deg * 4 מעלות=9,8*10^-8 n*m.

מכאן אנו מקבלים את הערך של אינדוקציה מגנטית:

B=M/(I*S*n)=(9,8*10^-8n * מ') / (0,03a * 1,92 * 10^-4м²*100)=1,7*10^-4tl.

ניתן לכייל את סולם המכשיר בטסלה. המכשיר יכול למדוד את האינדוקציה המגנטית של לא רק שדה כדור הארץ, אלא גם שדות של מגנטים קבועים, מוליכים וסלילים נושאי זרם,

מחבר: G. Grigenas

אנו ממליצים על מאמרים מעניינים סעיף מעבדת מדע לילדים:

▪ שבירה אטמוספרית

▪ דרך טיפת מים

▪ מיקרוסקופים ליוונהוק

ראה מאמרים אחרים סעיף מעבדת מדע לילדים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם נפתח 04.05.2024

חקר החלל והמסתורין שלו היא משימה שמושכת את תשומת לבם של אסטרונומים מכל העולם. באוויר הצח של ההרים הגבוהים, הרחק מזיהום האור בעיר, הכוכבים וכוכבי הלכת חושפים את סודותיהם בבהירות רבה יותר. עמוד חדש נפתח בהיסטוריה של האסטרונומיה עם פתיחתו של המצפה האסטרונומי הגבוה בעולם - מצפה הכוכבים אטקמה של אוניברסיטת טוקיו. מצפה הכוכבים אטקמה, הממוקם בגובה של 5640 מטר מעל פני הים, פותח הזדמנויות חדשות עבור אסטרונומים בחקר החלל. אתר זה הפך למיקום הגבוה ביותר עבור טלסקופ קרקעי, ומספק לחוקרים כלי ייחודי לחקר גלי אינפרא אדום ביקום. למרות שהמיקום בגובה רב מספק שמיים בהירים יותר ופחות הפרעות מהאטמוספירה, בניית מצפה כוכבים על הר גבוה מציבה קשיים ואתגרים עצומים. עם זאת, למרות הקשיים, המצפה החדש פותח בפני אסטרונומים אפשרויות מחקר רחבות. ... >>

שליטה על חפצים באמצעות זרמי אוויר 04.05.2024

התפתחות הרובוטיקה ממשיכה לפתוח בפנינו אפשרויות חדשות בתחום האוטומציה והבקרה על אובייקטים שונים. לאחרונה הציגו מדענים פינים גישה חדשנית לשליטה ברובוטים דמויי אדם באמצעות זרמי אוויר. שיטה זו מבטיחה לחולל מהפכה באופן המניפולציה של חפצים ולפתוח אופקים חדשים בתחום הרובוטיקה. הרעיון של שליטה בעצמים באמצעות זרמי אוויר אינו חדש, אך עד לאחרונה, יישום מושגים כאלה נותר אתגר. חוקרים פינים פיתחו שיטה חדשנית המאפשרת לרובוטים לתפעל חפצים באמצעות סילוני אוויר מיוחדים כ"אצבעות אוויר". אלגוריתם בקרת זרימת האוויר, שפותח על ידי צוות מומחים, מבוסס על מחקר יסודי של תנועת עצמים בזרימת האוויר. מערכת בקרת סילון האוויר, המתבצעת באמצעות מנועים מיוחדים, מאפשרת לך לכוון חפצים מבלי להזדקק לפיזי ... >>

כלבים גזעיים לא חולים לעתים קרובות יותר מכלבים גזעיים 03.05.2024

טיפול בבריאות חיות המחמד שלנו הוא היבט חשוב בחייו של כל בעל כלב. עם זאת, ישנה הנחה נפוצה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות בהשוואה לכלבים מעורבים. מחקר חדש בראשות חוקרים מבית הספר לרפואה וטרינרית ולמדעי ביו-רפואה בטקסס מביא פרספקטיבה חדשה לשאלה זו. מחקר שנערך על ידי פרויקט ההזדקנות של הכלבים (DAP) של יותר מ-27 כלבים נלווים מצא שכלבים גזעיים ומעורבים היו בדרך כלל בסבירות שווה לחוות מחלות שונות. למרות שחלק מהגזעים עשויים להיות רגישים יותר למחלות מסוימות, שיעור האבחון הכולל הוא כמעט זהה בין שתי הקבוצות. הווטרינר הראשי של פרויקט הזדקנות הכלבים, ד"ר קייט קריווי, מציינת כי ישנן מספר מחלות ידועות הנפוצות יותר בגזעי כלבים מסוימים, מה שתומך בתפיסה שכלבים גזעיים רגישים יותר למחלות. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Mars Return Capsule 10.11.2013

מומחים של סוכנות החלל האירופית (ESA) יצרו ובחנו קפסולה להחזרת דגימות של אדמת מאדים ואוויר לכדור הארץ. מיכל הדגימות החזק והרב תכליתי הוא חוליה חשובה בשרשרת הארוכה של משימות בלתי מאוישות שיביאו דגימות אדמה ואוויר ממאדים לכדור הארץ.

המיכל, שפותח על ידי ESA, הוא כדור בגודל 23 ס"מ במשקל 5 ק"ג, העשוי מסגסוגות החזקות ביותר. המיכל יצטרך לשמור על הדגימות במצב מושלם לאורך כל המשימה, שמירה על טמפרטורה של -10 מעלות צלזיוס ושמירה על אטימה מלאה.

המשימה תהיה קשה ללא תקדים. ראשית, מיכל הדגימה כחלק מהנחתת ינחת על פני מאדים בסמוך לרובר, מה שיטען את המכולה בדגימות שנבחרו בקפידה, המעניינות ביותר. לאחר מכן, המיכל עם 10 דגימות אדמה ודגימת אוויר 1 ייסגר הרמטית.

השלב הבא יהיה שיגור המנגנון עם המיכל למסלול של מאדים, שם בעוד מספר ימים הוא ייקלט על ידי המסלול. כדי לפשט את תהליך המפגש, המכולה תצויד במשואה רדיו ורפלקטור ללידאר (רדאר לייזר). לפני שליחתו לכדור הארץ, המיכל יוצב בקופסה אטומה נוספת, גדולה יותר, אטומה, אשר תופל לאטמוספירה של כדור הארץ. מכיוון שקיימת אפשרות שדגימות המאדים עשויות להכיל אורגניזמים חיים, למיכל תהיה הגנת הלחץ הגבוהה ביותר האפשרית כדי למנוע מהדגימות לבוא במגע עם הביוספרה של כדור הארץ.

גם הירידה באטמוספירה של כדור הארץ תהיה קשה. ב-ESA מאמינים ששיטת הנחיתה בצניחה אינה אמינה מספיק, ולכן מיכל המדגם חייב לעמוד בנחיתת חירום ללא מצנח, כלומר, בפשטות, נפילה במהירות רבה. הקפסולה תבלום לא על ידי מצנח, אלא על ידי מסך אווירודינמי מגן חום.

נכון לעכשיו, המיכל למשימת משלוח מדגם עתידית של מאדים היא הוכחה לעיצוב קונספט, אך אב הטיפוס כבר עבר בהצלחה בדיקות של 400 גרם.

עוד חדשות מעניינות:

▪ כריית אורניום ממי ים

▪ מדבקת אינסולין לחולי סוכרת

▪ Microgravure נצחי על יהלום

▪ רמקול לביש למשחקים של Panasonic SoundSlayer WIGSS

▪ רובוטים של נאס"א לעזור לבני כדור הארץ

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע באתר החשמלאי. PTE. בחירת מאמרים

▪ מאמר פיליפוס ארטם. פרשיות מפורסמות

▪ מאמר מדוע היסוד פרומתיום נקרא על שם הטיטאן פרומתאוס? תשובה מפורטת

▪ מאמר מתקין הרכבה מכנית המתקן מסגרת עם סט קפיצים. הוראה סטנדרטית בנושא הגנת העבודה

▪ מאמר בקרת עוצמת קול אלקטרונית. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר ספק כוח מוסדר לתיקון חשמל רכב וטעינת סוללה, 3-5 וולט 10 אמפר. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר