הבקתה: דוח ניסוי בפיזיקה גלוונמטר טנגנטי

גלוונומטר טנגנטי

מטרת הניסוי

מציאת הרכיב האופקי של השדה המגנטי של כדור הארץ

ציוד

נגד משתנה, ספק, גלוונומטר טנגנטי (שקוטרו 17.4 סנטימטר), אמפרמטר, תיילים ומצפן.

חומר תיאורטי

בכדור הארץ פועל שדה מגנטי, שדה מגנטי זה מנוצל על ידי מצפן על מנת להורות על מיקום הדרום והצפון, אך הצפון אליו מראה המצפן אינו הצפון הגיאוגרפי, צפון זה נקרא בעצם נקרא הדרום המגנטי והוא מרוחק 1400 קילומטר מן הצפון הגיאוגרפי. כיוון ועוצמת השדה המגנטי של כדור הארץ שונים בכל נקודה. הכיוון של הצפון אינו אופקי לכדור הארץ ברוב המוחלט של הנקודות, והוא מחולק לרכיב אופקי ורכיב אנכי.

כאשר אין זרם בסליל מחט המצפן והקוטר בכיוון השדה המגנטי האופקי של כדור הארץ. כאשר יש זרם בסליל, כיוון השדה מהסליל נמצא בניצב לכיוון השדה המגנטי האופקי של כדור הארץ.

עקב כך כאשר יש זרם מחט המצפן תזוז ותיצור זווית ביחס לצפון. היחס בין טנגנס זווית זו לבין הזרם הינו ישר (כאשר N קבוע).

מהלך הניסוי

כרכנו בגלוונומטר שתי כריכות, חיברנו את הספק (שעוצמתו שלוש וולט ומחובר ב (DC לנגד המשתנה, את הנגד המשתנה לגלוונומטר, ואת הגלוונומטר לאמפרמטר (שמכוון לעשר אמפר) , ומשם את האמפרמטר לספק. לאחר מכן שמנו את המצפן על משטח הגלוונומטר כאשר אין זרם, וסובבנו את הגלוונומטר עד שכיוון הצפון פנה לכיוון צלע הגלוונומטר, שמנו את הגלוונומטר במרכז השולחן כדי שמתכות השולחן לא יפריעו לשדה המגנטי.

לאחר מכן הדלקנו את הספק, וכל פעם הזזנו את גררת הנגד המשתנה ובכך שינינו את ערך התנגדותו. לכן בכל הזזה הזרם במעגל השתנה, ובכל אחת מהפעמים מדדנו את זווית הסטייה של המצפן. בשביל לקבל תוצאות מדויקות יותר, בכל פעם גם החלפנו בין הקטבים, ומדדנו את זווית הסטייה שנוצרה מהצד השני. ועשינו ממוצע בין שתי הזווית.

תוצאות הניסוי ועיבודם

זרם – אמפר ; זווית – מעלות ;

ן	a1	a2	a (Avg)	Tan (a)
0.26	4	2	3	0.052408
0.34	4	8	6	0.105104
0.55	12	10	11	0.194380
1.75	34	32	33	0.649408
0.78	14	18	16	0.286745
1.14	26	22	24	0.445229

ניתוח התוצאות

נחשב את גודל הרכיב האנכי שיצא לנו בניסוי, ונקבל כי הוא 3.623 כפול עשר בחזרת מינוס חמש טסלה.

שגיאה יחסית

נחשב את השגיאה היחסית שיצאה לנו ברכיב האופקי ביחס לרכיב האופקי של כדור הארץ בישראל, שהינו 2.9 כפול עשר בחזקת מינוס חמש טסלה.

מסקנות

יש שגיאה של 24.93% מערך הרכיב האנכי של כדור הארץ בישראל, שגיאה זו נגרמה כתוצאה מחוסר דיוק במדידת הזווית, חוסר דיוק של המכשירים, וקרבה של מכשירים, מתכות, או פלאפונים לגלוונומטר שהשפיעו על השדה.