Tangensboussolen - Rapport i Fysik

Tangensboussole

Formål

At eftervise spolens magnetstyrke  i centrum af spolen, som er i tangensboussolen.

Teori

I midten af en cirkulær flad spole (Tangensboussole), er der en magnetnål. Magnetnålen bliver påvirket af to kræfter, hvor den ene er jordens vandrette magnetfelt B og den anden er spolens magnetfelt B . Dette er illustreret i figur 1.1. Når spolen indstilles, så B står vinkelret på Jordens magnetfelt B kan man regne B ved at aflæse det udslag som magnetnålen laver. Udslaget er vinklen α, og dermed kan man beregne B vha. trekanten som bliver dannet, hvoraf vi bruger tangens til trekanten   som ses i figur 1.2, hvor vi ser at a = B og b = B figur 1.1 figur 1.2 Denne måde at bestemme B giver måltværdier, hvorimod vi også kan bestemme den teoretiske værdi vha. en formel. Det betyder vi får to værdier på B hvor af den ene er teoretisk udregnet og den anden er målt.

De to værdier kan vi sammenligne og vi kan bestemme den relative afvigelse. Her er formlen for B B er spolens magnetsyrke er en konstant   er antal vindinger  er strømstyrken r er radiussen af spolen. B er proportional med n og I og omvendt proportional med r, når de af størrelserne holdes konstante.

Materialer

- Tangentboussole (flad cirkulær spole) - Strømforsyning - Amperemeter - Lup Figur 1.3

Fremgangsmåde

figur 1.4 Vi bruger materialerne som vist i figur 1.3 og opstiller forsøget som vist i figur 1.4. I tangensboussolen var der forskellige radiusser og forskellige antal vindinger i dens spole afhængigt af hvilket stik man satte strømkablet til. I miden af tangensboussolen var der et kompas, som pegede med den røde ende mod nord, når der ikke var strøm gennem spolen. Pilen pegede mod nord sådan, at når vi havde indstillet dette, får tangensboussolen til at stå orgotonal/vinkelret på Jordens vandrette magnetfelt. Herefter kunne vi måle en vinkel α, som kompaset slog ud mod øst, afhængigt af hvilke størrelserne på strømstyrken, vindinger og radius. En af de 3 nævnte størrelser (antal vindinger n, strømstyrken I og radiussen r) skulle vi variere.