Měření magnetické indukce permanentního magnetu

Pomůcky: Tangentová busola, dřevěný metr, potenciometr, akumulátor nebo plochá baterie, ampérmetr.

Magnetickou indukci magnetického pole můžeme měřit více metodami. Přímo, pomocí teslametru, nebo některou z nepřímých metod. Např, dynamicky z kmitů magnetky (např. podle [1]), nebo staticky ze směru magnetky ve složeném magnetickém poli známé indukce s polem zkoumaného magnetu. Pro naše měření je vhodná kompenzační nulová metoda. V místě magnetky skládáme magnetické pole permanentního magnetu s opačně orientovaným polem cívky o stejné hodnotě magnetické indukce B.

Použijeme stejné pomůcky jako při zjišťování hodnoty horizontální skožky magnetické indukce magnetického pole Země pomocí tangentové busoly. Cívku busoly orientujeme tak, aby její rovina měla severo-jižní směr. Takový, jaký zaujme magnetka, jestliže cívkou neprochází žádný proud. V ose cívky umístíme magnet do vzdálenosti x, aby magnetka mírně změnila svoji rovnovážnou polohu. Vzdálenost x měříme od roviny cívky ke středu magnetu. Cívkou obklopující busolu necháme procházet takový proud I, aby se magnetka vrátila do původního směru.

Naměřené hodnoty zaznamenáme do tabulky. Ke každé dvojici hodnot x, I vypočteme velikost magnetické indukce , kde N je počet závitů cívky, r poloměr a I procházející proud.

Provedeme větší počet měření, tak abychom mohli sestrojit graf a nalézt vhodnou regresní křivku.

Pro zvýšení přesnosti měření můžeme vždy pro každou vzdálenost x provést dvě měření s opačnou orientací magnetu i proudu. Hodnota proudu I v tabulce bude pak průměrem naměřených proudů v obou případech.

Grafem je znázorněna závislost magnetické indukce plochého tyčového magnetu na vzdálenosti od jeho středu. Magnet je ze školní soupravy pro magnetismus. Jeho rozměry jsou 80 x 20 x 8 mm. Regresní křivkaje vyjádřena rovnicí : B = 1,6. x^-3,1 T, kde x je vzdálenost v centimetrech. Jak je vidět z exponentu mocninné regresní funkce, magnetická indukce klesá se třetí mocninou vzdálenosti! Naměřené údaje převzaty z [2].

Literatura:
[1] Koubek V. : Meranie magnetickej indukcie metódou kmitov magnetky. Matematika a fyzika ve škole, 3 (1973), č.8 str. 616-626.
[2] Kmoch O. : Měření magnetické indukce permanentních magnetů. Seminární práce, Jiráskovo gymnázium v Náchodě, 2002, viz: fyzika.gymnachod.cz.