Сведения из теории

Индикатором магнитного поля Земли может служить магнитная стрелка, которая устанавливается вдоль силовой линии магнитного поля. Вертикальная плоскость, проведенная через продольную ось магнитной стрелки, называется плоскостью магнитного меридиана. Магнитное поле Земли характеризуется вектором индукции, который в любой точке пространства вблизи поверхности Земли (за исключением магнитной экваториальной области) имеет две составляющие: горизонтальную и вертикальную. Магнитная стрелка помогает определить направление горизонтальной составляющей вектора индукции.

Если на магнитную стрелку кроме земного магнитного поля будет действовать некоторое дополнительное магнитное поле , созданное другим источником, то вследствие наложения этих полей образуется результирующее магнитное поле (рис. 5.1), под действием которого магнитная стрелка повернется на угол φ. Зная величину дополнительного магнитного поля, из соотношения

(5.1)

можно определить величину горизонтальной составляющей вектораиндукции магнитного поля Земли.

Источником дополнительного магнитного поля может служить многовитковая рамка с током.

Например, рамка, имеющая форму окружности, при протекании по ней тока силой I создает в центре магнитное поле c индукцией, определяемой по формуле:

, (5.2)

где m₀ = 4p ∙10^–7 Гн/м – магнитная постоянная; R – радиус рамки; N – число витков.

Рамка в виде прямоугольника со сторонами а и b создает в центре магнитное поле c индукцией, рассчитываемой по уравнению:

(5.3)

Рамка в виде равностороннего треугольника со стороной а создает в центре индукцию, вычисляемую по формуле:

. (5.4)

Формулы (5.2) – (5.4) можно получить, используя закон Био-Савара-Лапласа и принцип суперпозиции магнитных полей.