Zu den Hauptmerkmalen Magnetfeld Die Erde, die als Elemente des Erdmagnetismus bezeichnet wird, umfasst: Intensität (Нт), horizontale (Н) und vertikale (Z) Komponenten des Gesamtintensitätsvektors Нт, magnetische Deklination (D) und Neigung (I). Die Richtung des Gesamtspannungsvektors bestimmt die Richtung der magnetischen Kraftlinien, d.h. Linien, an deren jedem Punkt der Vektor Нт tangential zu ihnen gerichtet ist. Die magnetische Deklination ist der Winkel zwischen der Richtung des geografischen Meridians und dem Vektor H (oder der Richtung des magnetischen Meridians). Wenn die Magnetnadel nach rechts vom geografischen Meridian abweicht, wird die Deklination als östlich (oder positiv) bezeichnet, wenn sie nach links verläuft, ist die Deklination westlich (negativ). Die Neigung ist der Winkel zwischen der horizontalen Ebene und dem Gesamtspannungsvektor N t. Der Wert von I variiert von –90 0 ( Südlichen Hemisphäre) bis +90 0 (Nordhalbkugel). Wenn der Vektor H t also auf die Erdoberfläche gerichtet ist, wird die Neigung als positiv und von der Erde nach oben als negativ angesehen.

Elemente des Erdmagnetismus werden an verschiedenen Punkten der Erde bei magnetischen Untersuchungen an Land, in den Meeren, Ozeanen und in der Atmosphäre gemessen. Die erste magnetische Vermessung in Russland wurde 1586 an der Mündung des Flusses Petschora durchgeführt. Bis 1917 gab es bereits 8.000 Erhebungen; im Zeitraum 1931 – 1936 Es wurde eine allgemeine magnetische Untersuchung durchgeführt, bei der 12.000 Messungen durchgeführt wurden. Bis 1950 erreichte die Zahl der magnetometrischen Punkte 26.000. Die Messergebnisse werden in Form von Magnetkarten dargestellt, die die räumliche Verteilung eines beliebigen Elements (H, Z, D, I) in Isolinien widerspiegeln. Die erste Karte wurde von Halley (1700) erstellt. Karten werden für Regionen und den gesamten Globus erstellt. bestimmter Moment Als solcher Zeitpunkt wurde die Jahresmitte (1. Juli) gewählt – die sogenannte magnetische Epoche. Weltkarten werden von England, Russland und den USA erstellt. Neben Karten wird ein Katalog magnetischer Daten erstellt.

Isolinien von D-Werten werden Isogonen genannt. Die Isogonenkarte ähnelt dem Verlauf von Meridianen: Isogonen entstehen aus einem Bereich und konvergieren in einem anderen, fast gegenüberliegenden. Der Unterschied zu den Meridianen, die in der Nähe der Pole zusammenlaufen, besteht darin, dass es in jeder Hemisphäre zwei Konvergenzbereiche der Isogonen gibt: einer ist der magnetische Pol, der andere ist der geografische Pol. Dort schwanken die D-Werte innerhalb von ±180 0.

Linien mit gleichen Werten von I sind Isoklinen. Isokline Karten sind eine Familie von Breitengradkurven. Die Null-Isokline (magnetischer Äquator) geht umher Erde in der Nähe des Äquators, in der Region Südamerika um 15 0 davon entfernend. Im Bereich des magnetischen Südpols (nördliche Hemisphäre) I = +90 0, im Bereich des magnetischen Nordpols (südliche Hemisphäre) I = -90 0.

Linien mit gleichen Werten von H und Z sind Isodinen. Isodyne (Z)-Karten wiederholen Isoklinenkarten: am magnetischen Äquator Z = 0; an den Polen Z = N t = 48-55 A/m. Die Werte der horizontalen Komponente Нт – Н variieren von Н = 0 an den Polen bis Н = 32 A/m am magnetischen Äquator, wobei Н = Нт.

Isoporenkarten zeigen die Verschiebungsrate jedes EEM. Der Zeitraum der vollständigen Verbreitung des MPZ beträgt etwa zweitausend Jahre.

§ 15. Erdmagnetismus und seine Elemente. Magnetkarten

Der Raum, in dem die magnetischen Kräfte der Erde wirken, wird Erdmagnetfeld genannt. Es ist allgemein anerkannt, dass magnetisch Stromleitungen Das Erdfeld entsteht am magnetischen Südpol und konvergiert am Nordpol, wodurch geschlossene Kurven entstehen.

Die Position der Magnetpole bleibt nicht unverändert; ihre Koordinaten ändern sich langsam. Die ungefähren Koordinaten der Magnetpole im Jahr 1950 waren wie folgt:

Nördlich – φ ~ 76°N; L ~ 96°W;

Süden – φ ~ 75°S; L ~ 150° Ost.

Die magnetische Achse der Erde ist eine gerade Verbindungslinie magnetische Pole, verläuft außerhalb des Erdmittelpunkts und bildet mit seiner Rotationsachse einen Winkel von etwa 1G,5.

Die Stärke des Erdmagnetfeldes wird durch den Intensitätsvektor T charakterisiert, der an jedem Punkt des Erdmagnetfeldes tangential zu den Kraftlinien gerichtet ist. In Abb. In Abb. 18 Die Kraft des Erdmagnetismus am Punkt A wird durch die Größe und Richtung des Vektors AF dargestellt. Man nennt die vertikale Ebene NmAZF, in der sich der Vektor AF und damit die Achse der frei schwebenden Magnetnadel befindet Ebene des magnetischen Meridians. Diese Ebene bildet einen Winkel RAS mit der Ebene des wahren Meridians NuAZM, der genannt wird magnetische Deklination und mit dem Buchstaben d bezeichnet.

Reis. 18.

Die magnetische Deklination d wird vom nördlichen Teil des wahren Meridians nach Osten und Westen von 0 bis 180° gemessen. Der östlichen magnetischen Deklination wird ein Pluszeichen und der westlichen magnetischen Deklination ein Minuszeichen zugewiesen. Zum Beispiel: d=+4°, 6 oder d = -11°,0.

Der Winkel NmAF, den der Vektor AF mit der Ebene des wahren Horizonts bildet, wird NuAH genannt magnetische Neigung und wird mit dem Buchstaben v bezeichnet.

Die magnetische Neigung wird von der horizontalen Ebene nach unten von 0 bis 90° gemessen und gilt als positiv, wenn das nördliche Ende der Magnetnadel abgesenkt wird, und als negativ, wenn das südliche Ende abgesenkt wird.

Punkte auf Erdoberfläche, bei der der Vektor T horizontal gerichtet ist, bilden eine geschlossene Linie, die den geografischen Äquator zweimal kreuzt und aufgerufen wird magnetischer Äquator. Die Gesamtkraft des Erdmagnetismus – Vektor T – kann in der Ebene des magnetischen Meridians in horizontale H- und vertikale Z-Komponenten zerlegt werden. Aus Abb. 18 wir haben:

H = TcosO, Z=TsinO oder Z = HtgO.

Die Größen d, H, Z und O, die das Erdmagnetfeld an einem bestimmten Punkt bestimmen, werden aufgerufen Elemente des Erdmagnetismus.

Die Verteilung der Elemente des Erdmagnetismus über die Erdoberfläche wird auf speziellen Karten meist in Form von gekrümmten Linien dargestellt, die Punkte mit dem gleichen Wert des einen oder anderen Elements verbinden. Solche Linien heißen Isolinien. Gleiche magnetische Deklinationskurven - Isogonen Isogone auf Karten platzieren (Abb. 19); Kurven, die Punkte mit gleicher magnetischer Spannung verbinden, werden genannt Isodyne, oder Isodynamik. Kurven, die Punkte gleicher magnetischer Neigung verbinden - Isoklinen, Zeichnen Sie Isoklinen auf Karten ein.

Reis. 19.

Die magnetische Deklination ist das wichtigste Element für die Navigation und wird daher neben speziellen Magnetkarten auch auf Navigationskarten angezeigt. Seekarten, auf dem sie zum Beispiel so schreiben: „Skl. k. 16°,5 W.“

Alle Elemente des Erdmagnetismus unterliegen an jedem Punkt der Erdoberfläche Veränderungen, die als Variationen bezeichnet werden. Veränderungen in den Elementen des Erdmagnetismus werden in periodische und nichtperiodische (oder Störungen) unterteilt.

Zu den periodischen Änderungen zählen säkulare, jährliche (saisonale) und tägliche Änderungen. Davon sind die täglichen und jährlichen Schwankungen gering und werden bei der Navigation nicht berücksichtigt. Säkulare Schwankungen sind ein komplexes Phänomen mit einem Zeitraum von mehreren Jahrhunderten. Das Ausmaß der säkularen Änderung der magnetischen Deklination variiert an verschiedenen Punkten der Erdoberfläche im Bereich von 0 bis 0,2–0,3° pro Jahr. Daher wird auf Seekarten die magnetische Deklination des Kompasses auf ein bestimmtes Jahr reduziert, was den Betrag der jährlichen Zunahme oder Abnahme angibt.

Um die Deklination an das Navigationsjahr anzupassen, müssen Sie ihre Änderung über die verstrichene Zeit berechnen und die daraus resultierende Korrektur verwenden, um die auf der Karte im Navigationsbereich angezeigte Deklination zu erhöhen oder zu verringern.

Beispiel 18. Die Reise findet im Jahr 1968 statt. Die der Karte entnommene Kompassdeklination d = 11°, 5 O st ist für das Jahr 1960 angegeben. Der jährliche Anstieg der Deklination beträgt 5". Reduzieren Sie die Deklination auf 1968.

Lösung. Der Zeitraum von 1968 bis 1960 beträgt acht Jahre; Änderung Ad = 8 x 5 = 40" ~0°,7. Kompassdeklination im Jahr 1968 d = 11°,5 + 0°,7 = - 12°, 2 O st

Als magnetische Stürme werden plötzliche kurzfristige Veränderungen der Elemente des Erdmagnetismus (Störungen) bezeichnet, deren Auftreten durch das Nordlicht und die Anzahl der Sonnenflecken bestimmt wird. In diesem Fall werden Deklinationsänderungen beobachtet gemäßigte Breiten bis zu 7° und in den Polarregionen bis zu 50°.

In einigen Bereichen der Erdoberfläche weicht die Deklination in Größe und Vorzeichen stark von ihren Werten an benachbarten Punkten ab. Dieses Phänomen wird als magnetische Anomalie bezeichnet. Meereskarten zeigen die Grenzen magnetischer Anomaliegebiete. Beim Segeln in diesen Gebieten müssen Sie die Funktion des Magnetkompasses sorgfältig überwachen, da die Genauigkeit der Funktion beeinträchtigt wird.

Zur Bestimmung und Aufrechterhaltung des Kurses im Flugzeug werden magnetische Kursgeräte eingesetzt, deren Funktionsprinzip auf der Nutzung des Erdmagnetfeldes basiert. Die Erde ist ein großer natürlicher Magnet, um den sich ein Magnetfeld befindet. Die magnetischen Pole der Erde stimmen nicht mit den geografischen überein. Der magnetische Nordpol liegt im nördlichen Teil Kanadas, der Süden in der Antarktis. Die Position der Magnetpole ändert sich langsam, das Erdmagnetfeld an jedem Punkt ist durch Stärke, Deklination und Neigung gekennzeichnet.

Spannung ist die Kraft, mit der ein Magnetfeld an einem bestimmten Punkt wirkt. Der Spannungsvektor ist nicht entlang des Horizonts gerichtet, sondern in einem bestimmten Winkel dazu. Dieser Winkel wird magnetischer Neigungswinkel Θ genannt. Am magnetischen Äquator beträgt die Neigung Θ=0 0 und an den Magnetpolen Θ=90 0. Wenn die Nadel eines Magnetkompasses auf einem Punktträger montiert ist, neigt sie sich gegenüber der Ebene des wahren Horizonts um den magnetischen Neigungswinkel nach unten. Das heißt, der Pfeil wird in Richtung des Vektors eingestellt. Am magnetischen Äquator, wo Θ=0 0, nimmt die Nadel eine horizontale Position ein, und am Magnetpol, wo Θ=90 0, nimmt die Magnetnadel eine vertikale Position ein.

Um die Neigung der Magnetnadel bei Luftfahrtkompassen auf der Nordhalbkugel zu beseitigen, wird das südliche Ende der Nadel beschwert, und auf der Südhalbkugel wird das nördliche Ende beschwert oder der Drehpunkt der Magnetnadel verschoben. Der Vektor der magnetischen Feldstärke der Erde kann in eine horizontale Komponente, die in der Ebene des wahren Horizonts liegt, und eine vertikale Komponente, die zum Erdmittelpunkt gerichtet ist, zerlegt werden.

Die Größen der horizontalen und vertikalen Komponenten hängen von der Größe des magnetischen Neigungswinkels ab. Die vertikale Komponente ist am magnetischen Äquator = 0 und an den Magnetpolen maximal. Die horizontale Komponente ist die Führungskraft der Magnetnadel. Unter Krafteinwirkung wird der Pfeil entlang der Magnetfeldlinie, also in Nord-Süd-Richtung, ausgerichtet. Am magnetischen Äquator ist die Kraft =Max und an den Magnetpolen ist sie 0. Daher arbeiten Magnetkompasse in den Polarregionen, wenn der Einfluss der Kraft schwächer wird, instabil und liefern ungenaue Messwerte, was die Möglichkeit einschränkt und manchmal sogar ausschließt ihres Einsatzes.

Kompassrichtungen

Als Ausgangsrichtung für die Messung des magnetischen Verlaufs wurde die Richtung der horizontalen Komponente des Erdmagnetfeldes herangezogen und als magnetischer Meridian bezeichnet.

Im Allgemeinen fällt der magnetische Meridian nicht mit dem wahren (oder geografischen) Meridian zusammen und bildet mit ihm einen Winkel, der als magnetische Deklination Δ M bezeichnet wird. Die magnetische Deklination wird von 0 bis ±180 0 gemessen und vom wahren Meridian bis gezählt im Osten (nach rechts) mit einem „+“-Zeichen und im Westen (nach links) – mit einem „-“-Zeichen. Je nachdem, welcher Meridian als Bezugspunkt genommen wird, unterscheidet man magnetische und wahre Verläufe.

Wahrer Kurs- Dies ist der Winkel zwischen der Nordrichtung des wahren Meridians, der durch das Flugzeug verläuft, und der Längsachse des Flugzeugs.

Magnetischer Kurs ist der Winkel zwischen der Nordrichtung des magnetischen Meridians, der durch die Sonne verläuft, und der Längsachse der Sonne.

IR=MK/± ΔM/

Zusätzlich zum Erdmagnetfeld wird das empfindliche Element eines Magnet- oder Induktionskompasses durch das Magnetfeld der Sonne beeinflusst, das durch ferromagnetische Massen und stromführende Drähte erzeugt wird. Die Nadel eines Magnetkompasses wird durch das Magnetfeld der Erde und das Magnetfeld der Sonne beeinflusst und entsprechend der Resultierenden dieser Magnetfelder eingestellt.

Die Linie, entlang der die Magnetnadel eines in einem Flugzeug montierten Kompasses installiert ist, wird Kompassmeridian genannt.

Kompasskurs ist der Winkel zwischen der Nordrichtung des durch das Flugzeug verlaufenden Kompassmeridians und der Längsachse des Flugzeugs. Der Kompass und die magnetischen Meridiane stimmen nicht überein.

Der Winkel zwischen der Nordrichtung des magnetischen Meridians und der Nordrichtung des Kompassmeridians wird als Kompassabweichung Δ K bezeichnet.

Die Abweichung vom magnetischen Meridian wird nach Osten (nach rechts) mit einem „+“-Zeichen und nach Westen (nach links) – mit einem „-“-Zeichen gemessen.

Magnetkompass KI-13

Der Magnetkompass KI-13 ist ein autonomes Backup-Messgerät für den Kompasskurs eines Flugzeugs. KI-13 wird entlang der Längsachse des Flugzeugs am Rahmen der Cockpitkabine montiert. Entwickelt, um die magnetische Flugbahn eines Flugzeugs zu bestimmen.

Das Funktionsprinzip basiert auf der Nutzung der Eigenschaften eines frei schwebenden Magneten, der in der Ebene des magnetischen Meridians installiert ist. Das empfindliche Element des Geräts besteht aus zwei Permanentmagneten, die in einer Karte befestigt sind. Auf der Karte ist eine Skala angebracht, die von 0 bis 360 0 reicht, mit einer Digitalisierung bei 30 0 und einem Teilungswert von 5 0. Innere Der Kompass ist mit Naphtha gefüllt, was die Vibrationen der Karte dämpft und die Reibung verringert. An der Unterseite des Geräts befindet sich eine Umlenkvorrichtung zur Beseitigung halbkreisförmiger Abweichungen. Der Kompass verfügt über eine individuelle Skalenbeleuchtung.

KI-13 funktioniert wie folgt. Beim geradlinigen Horizontalflug wird die Karte mit Maßstab mithilfe zweier paralleler Stäbe in der Ebene des Erdmagnetmeridians installiert und behält eine konstante Richtung relativ zur Erde bei. Wenn sich das Flugzeug relativ zur Ebene des magnetischen Meridians dreht, bleibt die Karte mit der Skala in derselben Position und die Steuerkurslinie dreht sich zusammen mit dem Instrumentenkörper im gleichen Winkel wie das Flugzeug und zeigt den neuen Kompasskurs auf der Skala an .

Fehler im Magnetkompass KI-13.

KI-13 hat die folgenden Fehler:

· Stagnation der Karte;

· Faszination der Karte mit Flüssigkeit;

· Abweichung;

· Rollabweichung;

· Nordabbiegefehler.

Kartenstagnation- Dies ist der Winkel, um den die Karte den magnetischen Meridian nicht erreicht, wenn sie langsam dorthin zurückkehrt. Der Grund für die Stagnation des Meridians ist die Reibung der Achse am Träger. Bei Flügen in nördlichen Breiten kann es aufgrund des geringen Wertes der horizontalen Komponente des Erdmagnetfelds zu einer Stagnation der Karte kommen.

Die Faszination von Patronen für Flüssigkeiten tritt bei Kurvenfahrten aufgrund der Trägheit der Flüssigkeit auf. Nach dem Stoppen der Rotation dreht sich die Flüssigkeit aufgrund der Trägheit noch einige Zeit weiter, was zu einer Verzögerung bei der Ankunft der Karte am Meridian führt. Bei langen Kurven kann die Vergrößerung des Wagens die Kurvengeschwindigkeit erreichen. Die Zeit, bis sich die Karte nach einem starken Flüssigkeitsaufguss beruhigt, beträgt bis zu 2 Minuten.

Abweichung– Dies ist der wichtigste methodische Fehler von KI-13, der durch den Einfluss des Magnetfelds der Sonne auf das Magnetsystem des Kompasses entsteht. Dies führt dazu, dass das Magnetsystem entlang des Kompassmeridians installiert ist und KI-13 den Kompasskurs anzeigt. Die Größe und Art der Abweichung hängt vom Magnetfeld der Sonne ab.

Die Abweichung ΔK ist die Summe von 3 Komponenten: kreisförmiges ΔK KR, halbkreisförmiges ΔK p/KR und viertel ΔK CHETV:

Δ K= Δ K KR + Δ K p / KR + Δ K CHETV

Die Kreisabweichung ΔK KR ist unabhängig vom Flugkurs und hat einen konstanten Wert. ΔK KR wird als Installationsfehler bezeichnet.

ΔK KR (Montagefehler) wird durch Drehen des KI-13 am Montageort ausgeglichen.

Wenn sich das Flugzeug um 360 0 dreht, ändert ΔKp/KR zweimal sein Vorzeichen, erreicht zweimal Null und zweimal das Maximum, d. h. es ändert sich nach einem Sinusgesetz.

ΔK p/KR wird vom Navigator bei 4 Hauptgerichten eliminiert 0; 90; 180; 270 0 mit einem Abweichungsgerät an der Unterseite des Kompasses.

Wenn das Flugzeug 360 0 dreht, ändert ΔК VIER viermal sein Vorzeichen, erreicht viermal ein Maximum und kommt viermal auf Null.

ΔK CHETV für CI -13 wird nicht eliminiert, sondern vom Navigator auf 8 Kursen 0 abgeschrieben; 45; 90; 135; 180; 225; 270; 315 0 und wird in den Korrekturplan eingetragen, der im Cockpit installiert ist.

Um den magnetischen Kurs gemäß KI-13 zu berechnen, ist es notwendig, die Messwerte des KI-13-Kompasskurses aus dem im Cockpit installierten Zeitplan zu ändern.

Rollabweichung– Dies ist der Unterschied der KI-13-Messwerte für eine horizontale und geneigte Position des Flugzeugs. Rollabweichungen treten im Flug bei Quer- und Längsrollen auf, wenn die Ebene des Wagens einen Winkel relativ zur Ebene des Flugzeugs aufweist. In der Praxis wird die Rollabweichung eines Flugzeugs nicht berücksichtigt.

Im Horizontalflug ist die Ebene der KI-13-Patrone horizontal und liegt in der Ebene des magnetischen Meridians. Das Kompass-Magnetsystem wird nur durch die horizontale Komponente beeinflusst, die die Führungskraft für Magnetkompasse darstellt.

Die vertikale Komponente des Erdmagnetfeldes verläuft senkrecht zur Kartenebene und hat keinen Einfluss auf das Magnetsystem. Wenn das Flugzeug unter dem Einfluss der Zentrifugalkraft zusammen mit dem Flugzeug auf Nord- oder Südkurs dreht, weicht der Wagen um einen Querneigungswinkel von der Meridianebene ab. In diesem Fall wird das Magnetsystem des Kompasses, das unter dem Einfluss zweier Komponenten – horizontal und vertikal – steht, entsprechend der Resultierenden eingestellt und misst den Kurs mit einem Fehler ΔMK. Dieser Fehler wird als Norddrehfehler bezeichnet. Sein Ausmaß ist besonders groß, wenn man in nördlichen Breiten fliegt, wo der magnetische Neigungswinkel Θ 80 0 - 90 0 erreicht. Der Norddrehfehler hängt nicht nur vom magnetischen Neigungswinkel Θ, sondern auch vom Rollwinkel des Flugzeugs beim Drehen ab. Der Nordrotationsfehler wird wie folgt berücksichtigt. Bei der Wiederherstellung des Flugzeugs nach einer Rollbewegung auf Nordkursen ist es erforderlich, das Flugzeug nicht um den Rollbetrag der Kurve auf den vorgesehenen Kurs zu bringen, sondern auf Südkursen das Flugzeug im Gegenteil um den gleichen Rollbetrag zu drehen . Bei den Kursen 90 0 und 270 0 ist der Norddrehfehler Null, da die vertikale Komponente mit der Ebene des magnetischen Erdmeridians zusammenfällt. Nachdem das Flugzeug in den Horizontalflug übergegangen ist, hört die Wirkung der vertikalen Komponente des Erdmagnetismus auf und die Kompassanzeigen werden wiederhergestellt.

Mit KI-13

Vor der Abfahrt Überprüfen Sie das Gerät äußerlich - Befestigung, Naphtha-Füllstand. Überprüfen Sie, ob im Cockpit eine Abweichungstabelle vorhanden ist.

Vor dem Rollen zum Start Stellen Sie sicher, dass KI -13 den magnetischen Parkkurs anzeigt (unter Berücksichtigung von ΔK CHETV).

Beim Executive-StartÜberprüfen Sie nach der Positionierung des Flugzeugs entlang der Landebahnachse die Übereinstimmung der KI-13-Messwerte mit dem Flugzeugkurs (auch unter Berücksichtigung von ΔK 4TV).

Im Flug Der Magnetkompass KI-13 ist ein Backup-Kursgerät und wird von der Besatzung bei Ausfällen des GMK-1A verwendet.

Während des Fluges ist die Besatzung jedoch verpflichtet, die Messwerte von KM-8, UGR-4UK und KI-13 ständig zu vergleichen, um einen Ausfall des GMK-1A-Kurssystems rechtzeitig zu erkennen. Beim Fliegen in einer turbulenten Atmosphäre werden Vibrationen der KI-13-Patrone beobachtet, die ±15 0 ÷ 20 0 erreichen können. Daher müssen bei der Berechnung des Kurses nach CI-13 die Messwerte gemittelt werden. Der Kompass funktioniert normal, wenn das Flugzeug bis zu einer Höhe von 17° rollt. Die Kompasskarte berührt die inneren Teile des Geräts und es wird funktionsunfähig

Elemente des Erdmagnetismus

Die Erde als Ganzes ist ein riesiger kugelförmiger Magnet. An jedem Punkt im Raum rund um die Erde und ihre Oberfläche wird die Wirkung magnetischer Kraftlinien erfasst. Mit anderen Worten: Im Raum um die Erde entsteht ein Magnetfeld, dessen Kraftlinien in Abbildung 19.1 dargestellt sind. Der magnetische Nordpol befindet sich am geografischen Südpol und der magnetische Südpol am Norden. Das Erdmagnetfeld ist horizontal auf den Äquator und vertikal auf die Magnetpole gerichtet. An anderen Punkten der Erdoberfläche ist das Erdmagnetfeld in einem bestimmten Winkel gerichtet.

Mit einer Magnetnadel lässt sich die Existenz eines Magnetfeldes an jedem Punkt der Erde nachweisen. Wenn Sie eine Magnetnadel aufhängen N.S. auf einem Thread L(Abb. 19.2) Damit der Aufhängepunkt mit dem Schwerpunkt des Pfeils übereinstimmt, wird der Pfeil in Richtung der Tangente an die Kraftlinie des Erdmagnetfelds installiert. Auf der Nordhalbkugel wird das südliche Ende zur Erde geneigt sein und die Pfeilachse bildet einen Neigungswinkel mit dem Horizont Q(am magnetischen Äquator beträgt die Neigung 0). Die vertikale Ebene, in der sich die Pfeilachse befindet, wird als Ebene des magnetischen Meridians bezeichnet. Alle Ebenen magnetischer Meridiane schneiden sich in einer geraden Linie N.S. und Spuren magnetischer Meridiane auf der Erdoberfläche laufen an den Magnetpolen zusammen N Und S. Da die Magnetpole nicht mit den geografischen Polen übereinstimmen, weicht die Nadelachse vom geografischen Meridian ab.

Der Winkel, den eine vertikale Ebene, die durch die Achse der Magnetnadel (magnetischer Meridian) verläuft, mit dem geografischen Meridian bildet, wird magnetische Deklination genannt A(Abb. 19.2). Der Vektor der Gesamtstärke des Erdmagnetfeldes lässt sich in zwei Komponenten zerlegen: horizontal und vertikal (Abb. 19.3). Die Kenntnis der Deklinations- und Neigungswinkel sowie der horizontalen Komponente ermöglicht es, die Größe und Richtung der Gesamtstärke des Erdmagnetfelds an einem bestimmten Punkt zu bestimmen. Wenn sich eine Magnetnadel nur um eine vertikale Achse frei drehen kann, wird sie unter dem Einfluss der horizontalen Komponente des Erdmagnetfelds in der Ebene des magnetischen Meridians positioniert. Horizontale Komponente, magnetische Deklination A und Stimmung Q werden Elemente des Erdmagnetismus genannt.

Ein Magnetfeld Kreisstrom

Der Theorie zufolge ist die magnetische Feldstärke im Zentrum UM, erstellt durch das Längenelement dl Kreisdrehung mit Radius R, durch die Strom fließt ICH, kann durch das Biot-Savart-Laplace-Gesetz bestimmt werden

und die Vektordarstellung dieses Gesetzes hat die Form

In diesem Ausdruck: R– Modul des vom Leiterelement gezeichneten Radiusvektors dl zum betreffenden Feldpunkt; 1/4 P- Proportionalitätskoeffizient zum Schreiben der Formel im SI-Einheitensystem.

Im betrachteten Beispiel steht der Radiusvektor senkrecht zum aktuellen Element und sein Absolutwert ist gleich dem Radius der Kurve, sodass

Der magnetische Feldstärkevektor ist senkrecht zur Zeichenebene gerichtet, in der die Vektoren und liegen, und ist nach der Gimlet-Regel ausgerichtet.

| Design des Versuchsaufbaus. In dieser Arbeit wird ein Gerät namens Tangentengalvanometer verwendet, das aus mehreren Drahtwindungen besteht

MINISTERIUM FÜR KOMMUNIKATION

RUSSISCHE FÖDERATION

MOSKAUER STAATSUNIVERSITÄT

KOMMUNIKATIONSWEGE (MIIT)

Abteilung "Physik-2"

GENEHMIGT

Redaktion und Veröffentlichung

Universitätsrat

Richtlinien

für Laborarbeiten

in der Physik

Werke Nr. 20, 22, 90

Herausgegeben von Prof. V.A Nikitenko und Assoc. A.P. Prunzewa

MOSKAU–2003

Richtlinien für Laborarbeiten in der Physik. Werke Nr. 20, 22, 90 / Ed. Prof. Nikitenko V.A. (Nr. 22.90), außerordentlicher Professor Prunzew A.P. (Nr. 20) - M.: MIIT, 2003. - 25 S.

Richtlinien für Laborarbeiten in der Physik richten sich an Studierende aller Institute und Fakultäten des MIIT, die von der Abteilung für Physik-2 betreut werden, und entsprechen dem Programm und Lehrplan in der Physik (Abschnitt „Elektrodynamik“).

Die methodischen Anweisungen wurden von Lehrern zusammengestellt: Oberlehrerin Gosudareva N.A. (Arbeit Nr. 20), außerordentlicher Professor. Prunzew A.P. (Werk Nr. 22, 90).

Bei der Erstellung der Richtlinien für Laborarbeiten Nr. 20 wurde die Beschreibung der entsprechenden Laborarbeiten in RGOTUPS verwendet.

 Moskauer Staatliche Eisenbahnuniversität

Nachrichten (MIIT), 2003

Arbeit 20 Bestimmung der horizontalen Komponente des Erdmagnetfeldstärkevektors

Ziel der Arbeit: Untersuchung des Magnetfeldes des Kreisstroms. Kennenlernen der Grundlagen der Lehre vom Erdmagnetismus.

Geräte und Zubehör: 1. Gleichstromquelle. 2.Rheostat. 3. Amperemeter.4. Schalter.5. Tangentengalvanometer.

Elemente des Erdmagnetismus

Die Erde als Ganzes ist ein riesiger Magnet. Im die Erde umgebenden Raum herrscht ein Magnetfeld, dessen Kraftlinien in Abb. 1 dargestellt sind. Der magnetische Nordpol befindet sich am geografischen Südpol und der magnetische Südpol am geografischen Nordpol . Das Erdmagnetfeld ist horizontal auf den Äquator und vertikal auf die Magnetpole gerichtet. An anderen Punkten der Erdoberfläche ist das Erdmagnetfeld in einem bestimmten Winkel gerichtet.

Mit einer Magnetnadel lässt sich die Existenz eines Magnetfeldes an jedem Punkt der Erde nachweisen. Wenn Sie eine Magnetnadel aufhängen N.S. auf einem Thread L(Abb. 2) Damit der Aufhängepunkt mit dem Schwerpunkt übereinstimmt, wird der Pfeil in Richtung der Tangente an die Kraftlinie des Erdmagnetfeldes eingestellt.

Magnetische Meridianebene

Zum Mittelpunkt der Erde

Auf der Nordhalbkugel ist das südliche Ende zur Erde gerichtet und die Pfeilachse bildet einen Neigungswinkel zum Horizont (am magnetischen Äquator die Neigung , gleich 0). Die vertikale Ebene, in der sich die Pfeilachse befindet, wird als Ebene des magnetischen Meridians bezeichnet. Alle Ebenen magnetischer Meridiane schneiden sich in einer geraden Linie N.S., und Spuren magnetischer Meridiane auf der Erdoberfläche befinden sich an den Magnetpolen N Und S. Da die magnetischen Pole nicht mit den geografischen übereinstimmen, weicht die Nadelachse vom geografischen Meridian ab. Der Winkel, den eine vertikale Ebene, die durch die Achse der Magnetnadel (magnetischer Meridian) verläuft, mit dem geografischen Meridian bildet, wird magnetische Deklination genannt (Abb. 2). Vektor Die Gesamtstärke des Erdmagnetfeldes lässt sich in zwei Komponenten zerlegen: horizontal und vertikal .Werte der Deklinations- und Neigungswinkel sowie der horizontalen Komponente Vektor wird es ermöglichen, die Größe und Richtung der Gesamtstärke des Erdmagnetfelds an einem bestimmten Punkt zu bestimmen. Wenn sich eine Magnetnadel nur um eine vertikale Achse frei drehen kann, wird sie unter dem Einfluss der horizontalen Komponente des Erdmagnetfelds in der Ebene des magnetischen Meridians positioniert. Horizontale Komponente , magnetische Deklination und Stimmung sogenannte Elemente des Erdmagnetismus.

Unterscheiden östlich Und Western Deklination (der Nordpol des Pfeils weicht nach rechts oder links vom geografischen Meridian ab).

Es gibt Neigung nördlich Und Süd-(Das nördliche oder südliche Ende des Pfeils befindet sich oberhalb oder unterhalb der horizontalen Ebene). Diese beiden Winkel sind die magnetischen Koordinaten eines bestimmten Punktes. Zum Beispiel für Moskau = 8° (östliche Deklination), =70° (Nordneigung).

Die Elemente des Erdmagnetismus verändern sich sanft, wenn man sich von einem Punkt zum anderen bewegt. Wenn Störungen dieser sanften Veränderung beobachtet werden, spricht man von einer magnetischen Anomalie in der Gegend. Anomalien sind mit großen Vorkommen magnetischer Erze verbunden, beispielsweise der magnetischen Kursk-Anomalie.

Die Stärke des Erdmagnetfeldes ist relativ gering, das Vorhandensein des Erdmagnetismus macht sich jedoch deutlich in einer Reihe geografischer und anderer Phänomene bemerkbar. Zu diesen Phänomenen gehören Polarlichter und das Einfangen geladener Teilchen aus dem Weltraum in besonderen Fallen, den sogenannten Strahlungsgürteln der Erde.

Einige biophysikalische Experimente legen nahe, dass die räumliche Orientierung von Vögeln bei saisonalen Langstreckenflügen mit ihrer Fähigkeit zusammenhängt, die Richtung magnetischer Feldlinien zu spüren.