Elemen dasar magnet terestrial. Magnetisme terestrial

Untuk ciri-ciri utama medan magnet Bumi yang disebut unsur kemagnetan terestrial meliputi: komponen tegangan (Нт), horizontal (Н) dan vertikal (Z) dari vektor tegangan total Нт, deklinasi magnetik(D) dan kecenderungan (I). Arah vektor tegangan total menentukan arah garis-garis gaya magnet, yaitu garis-garis pada setiap titik yang vektornya diarahkan secara tangensial padanya. Deklinasi magnet adalah sudut antara arah meridian geografis dan vektor H (atau arah meridian magnet). Jika jarum magnet menyimpang ke kanan dari meridian geografis, maka deklinasinya disebut timur (atau positif), jika ke kiri maka deklinasinya disebut barat (negatif). Kemiringan adalah sudut antara bidang horizontal dan vektor intensitas total N t. Nilai I bervariasi dari –90 0 (Belahan Bumi Selatan) hingga +90 0 ( Belahan Bumi Utara Jadi, ketika vektor Нt diarahkan ke permukaan bumi, kemiringannya dianggap positif, dan dari Bumi ke atas dianggap negatif.

Unsur-unsur magnet terestrial diukur di berbagai titik di dunia selama survei magnetik di darat, di lautan, samudera, dan atmosfer. Survei magnetik pertama di Rusia dilakukan pada tahun 1586 di muara Sungai Pechora. Pada tahun 1917 sudah ada 8.000 survei; pada periode 1931 – 1936 Survei magnetik umum dilakukan, di mana 12.000 pengukuran dilakukan. Pada tahun 1950, jumlah titik magnetometri mencapai 26.000. Hasil pengukuran disajikan dalam bentuk peta magnetik, yang mencerminkan distribusi spasial suatu elemen (H, Z, D, I) dalam isoline. Peta pertama dibuat oleh Halley (1700). Peta dibuat untuk wilayah dan dunia secara keseluruhan pada titik waktu tertentu, pertengahan tahun (1 Juli) dipilih sebagai momen - inilah saatnya. disebut zaman magnetik. Peta dunia dibuat oleh Inggris, Rusia, dan Amerika Serikat. Selain peta, katalog data magnetik sedang disusun.

Isoline dengan nilai D disebut isogon. Peta isogon menyerupai jalur meridian: isogon muncul dari satu area dan bertemu di area lain, hampir berlawanan dengan area tersebut. Perbedaannya dengan meridian yang bertemu di dekat kutub adalah di setiap belahan bumi terdapat dua daerah konvergensi isogon: satu adalah kutub magnet, yang lainnya adalah kutub geografis. Di sana, nilai D bervariasi dalam ±180 0.

Garis nilai-nilai yang setara saya – isoklin. Peta isoklinik adalah kelompok kurva lintang. Isoklin nol (khatulistiwa magnet) berputar bola dunia dekat ekuator, menjauhinya sebesar 15 0 di wilayah Amerika Selatan (Belahan Bumi Utara) I = +90 0, di wilayah kutub magnet Utara (Belahan Bumi Selatan) I = -90 0.

Garis yang bernilai H dan Z sama adalah isodina. Peta Isodyne (Z) mengulangi peta isoklin: di ekuator magnet Z = 0; di kutub Z = N t = 48-55 A/m. Nilai komponen horizontal Нт – Н bervariasi dari Н = 0 di kutub hingga Н = 32 A/m di ekuator magnet, dimana Н = Нт.

Peta Isopore menunjukkan laju perpindahan EEM apa pun. Masa peredaran penuh MPZ kurang lebih 2 ribu tahun.

Gagasan pertama tentang bentuk dan ukuran bumi muncul pada zaman kuno. Pemikir kuno (Pythagoras – abad V SM, Aristoteles – abad III SM dan lain-lain) mengutarakan gagasan bahwa planet kita berbentuk bola.

Bumi tidak simetris terhadap garis khatulistiwa: kutub selatan terletak lebih dekat ke garis khatulistiwa daripada di utara. Bumi bukanlah ellipsoid biaksial melainkan ellipsoid triaksial.

Saat ini, bentuk bumi diambil untuk perhitungan Elipsoid Krasovsky. Menurut data ini radius khatulistiwa Bumi berjarak 6.378,245 km, radius kutub – 6.356,863 km, kompresi kutub – 1/298.25. Volume bumi 1,083 · 10 12 km 3, dan massanya – 6·10 27 g. Percepatan gravitasi di kutub 983, di ekuator 978 cm/s 2. Luas permukaan bumi sekitar 510 juta km 2, dimana 70,8% adalah Samudra Dunia dan 29,2% – tanah. Terdapat asimetri sebaran lautan dan benua. Di Belahan Bumi Utara rasio ini adalah 61 dan 39%, di Belahan Bumi Selatan – 81 dan 19%.

STRUKTUR INTERNAL. Ciri-ciri lapisan bumi.

Bumi, seperti banyak planet lainnya, memiliki struktur internal yang berlapis. Planet kita terdiri dari tiga lapisan utama. Lapisan dalam- ini intinya, yang terluar adalah kerak bumi, dan di antara keduanya ada mantel.

Intinya adalah bagian tengah Bumi dan terletak di kedalaman 3000-6000 km. Jari-jari inti adalah 3500 km. Menurut para ilmuwan, inti terdiri dari dua bagian: bagian luar - mungkin cair, dan bagian dalam - padat. Suhu inti sekitar 5000 derajat. Representasi modern tentang inti planet kita diperoleh melalui penelitian jangka panjang dan analisis data yang diperoleh. Dengan demikian, terbukti bahwa kandungan besi di inti planet mencapai 35%, yang menentukan sifat seismiknya. Bagian luar inti diwakili oleh aliran nikel dan besi yang berputar, yang menghantarkan listrik dengan baik.

Asal muasal medan magnet bumi justru berhubungan dengan bagian inti ini, sejak terciptanya medan magnet global arus listrik, mengalir masuk zat cair inti luar. Karena suhunya yang sangat tinggi, inti luar mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap area mantel yang bersentuhan dengannya. Di beberapa tempat, timbul aliran panas dan massa yang sangat besar yang diarahkan ke permukaan bumi. Inti batin Bumi itu padat, juga punya suhu tinggi. Para ilmuwan percaya bahwa keadaan bagian dalam nukleus ini dijamin oleh suatu hal yang sangat tekanan tinggi di pusat bumi, mencapai 3 juta atmosfer. Dengan bertambahnya jarak dari permukaan bumi, kompresi zat meningkat, banyak di antaranya berubah menjadi wujud logam.

Lapisan perantara - mantel - menutupi inti. Mantel menempati sekitar 80% volume planet kita, dan merupakan volume terbesar paling Bumi. Mantel terletak ke atas dari inti bumi, tetapi tidak mencapai permukaan bumi; dari luar bersentuhan dengan kerak bumi. Pada dasarnya material mantel berbentuk padat, kecuali lapisan kental bagian atas yang tebalnya kurang lebih 80 km. Ini adalah astenosfer, diterjemahkan dari bahasa Yunani berarti "bola lemah". Menurut para ilmuwan, material mantel terus bergerak. Seperti jarak dari kerak bumi menuju inti, substansi mantel bertransisi ke keadaan yang lebih padat.

Di bagian luar, mantel ditutupi oleh kerak bumi – kulit terluar yang kuat. Ketebalannya bervariasi dari beberapa kilometer di bawah lautan hingga beberapa puluh kilometer di pegunungan. Kerak bumi hanya menyumbang 0,5% massa total planet kita. Komposisi kulit kayunya meliputi oksida silikon, besi, aluminium, logam alkali. Kerak benua terbagi menjadi tiga lapisan: sedimen, granit dan basal. Kerak samudera terdiri dari lapisan sedimen dan basaltik.

Litosfer bumi dibentuk oleh kerak bumi bersama dengan lapisan atas mantel. Litosfer tersusun dari tektonik lempeng litosfer, yang tampaknya “meluncur” di sepanjang astenosfer dengan kecepatan 20 hingga 75 mm per tahun. Lempeng litosfer yang bergerak relatif satu sama lain memiliki ukuran yang berbeda, dan kinematika pergerakannya ditentukan oleh lempeng tektonik.

MAGNETISME BUMI, SIGNIFIKANSINYA. UNSUR MAGNETISME BUMI.

Bumi adalah magnet besar dengan kutub utara NM dan selatan SM. Lebih-lebih lagi kutub magnet tidak hanya mereka tidak sesuai dengan yang sebenarnya atau geografis, tetapi juga, seperti yang ditunjukkan oleh pengamatan, tempatnya berubah seiring waktu.

Gaya yang ditimbulkan oleh medan magnet bumi terhadap suatu satuan massa magnet yang ditempatkan pada suatu medan tertentu disebut kekuatan medan magnet dan dicirikan oleh vektor yang diarahkan ke titik mana pun dalam medan magnet bumi sepanjang garis singgung garis gaya.

Kekuatan magnet bumi yang bekerja pada titik mana pun kasus umum dapat didekomposisi menjadi dua komponen - horizontal dan vertikal.

Semua unsur kemagnetan bumi berubah seiring berjalannya waktu, sehingga peta mengarah ke tahun tertentu dan ditandai dengan perubahan tahunan unsur kemagnetan bumi.

Deklinasi magnetik dalam navigasi memiliki nilai tertinggi, karena harus diperhitungkan untuk menentukan arah sebenarnya di laut bila menggunakan kompas magnet.

Cara kerja kompas magnet didasarkan pada penggunaan medan magnet bumi, dan jarum kompas magnet dipasang di atasnya sumbu vertikal, praktis memiliki satu derajat kebebasan di sekitar sumbu ini, dan diatur dalam arah komponen horizontal magnetisme bumi. Nilai komponen ini ditentukan oleh ekspresi H = T cos 0 (lihat Gambar 12), dan ini mencirikan besarnya gaya yang menahan jarum kompas pada bidang meridian magnet.

MAGNETISME BUMI (geomagnetisme), medan magnet bumi dan dekat bumi luar angkasa; cabang ilmu geofisika yang mempelajari medan magnet bumi dan fenomena terkait (magnetisme batu, arus telurik, aurora, arus di ionosfer dan magnetosfer bumi).

Sejarah kajian medan magnet bumi. Keberadaan kemagnetan telah diketahui sejak zaman dahulu kala. Dipercaya bahwa kompas pertama kali muncul di Tiongkok (tanggal kemunculannya masih diperdebatkan). Pada akhir abad ke-15, selama pelayaran H. Columbus, diketahui bahwa deklinasi magnet berbeda-beda untuk berbagai titik di permukaan bumi. Penemuan ini menandai dimulainya perkembangan ilmu magnet terestrial. Pada tahun 1581, peneliti Inggris R. Norman mengemukakan bahwa jarum kompas diputar dengan cara tertentu oleh gaya-gaya yang sumbernya terletak di bawah permukaan bumi. Langkah penting berikutnya adalah kemunculan buku W. Gilbert “On the Magnet, benda magnetis dan tentang magnet besar - Bumi,” yang memberikan gagasan tentang penyebab magnet terestrial. Pada tahun 1785, pengembangan metode pengukuran kekuatan medan magnet dimulai, berdasarkan metode torsi yang dikemukakan oleh C. Coulomb. Pada tahun 1839, K. Gauss secara teoritis mendukung metode pengukuran komponen horizontal vektor medan magnet planet. Pada awal abad ke-20, hubungan antara medan magnet bumi dan strukturnya telah ditentukan.

Dari hasil pengamatan, ditemukan bahwa magnetisasi bola bumi kurang lebih seragam, dan sumbu magnet bumi dekat dengan sumbu rotasinya. Meskipun relatif volume besar data eksperimen dan banyak lagi penelitian teoritis, pertanyaan tentang asal usul magnet terestrial belum sepenuhnya terselesaikan. Pada awal abad ke-21, sifat-sifat medan magnet bumi yang diamati mulai dikaitkan dengan mekanisme fisik dinamo hidromagnetik (lihat Hidrodinamika magnetik), yang menurutnya medan magnet awal yang menembus inti bumi dari ruang antarplanet dapat diperkuat dan dilemahkan sebagai akibat pergerakan materi di inti cair planet ini. Untuk meningkatkan medan, cukup adanya asimetri tertentu dari gerakan tersebut. Proses amplifikasi berlanjut hingga peningkatan kerugian pemanasan medium akibat peningkatan kekuatan arus menyeimbangkan aliran energi yang diterima akibat pergerakan hidrodinamiknya. Efek serupa diamati ketika menghasilkan arus listrik dan medan magnet pada dinamo yang tereksitasi sendiri.

Kekuatan medan magnet bumi. Karakteristik medan magnet apa pun adalah vektor intensitasnya H - nilai yang tidak bergantung pada medium dan secara numerik sama dengan induksi magnet dalam ruang hampa. Medan magnet bumi sendiri (medan geomagnetik) adalah jumlah dari medan yang diciptakan berbagai sumber. Secara umum diterima bahwa di permukaan planet medan magnet H T terdiri dari: medan yang diciptakan oleh magnetisasi seragam bola bumi (medan dipol, H 0); bidang yang terkait dengan heterogenitas lapisan dalam bumi (bidang anomali global, H a); medan akibat magnetisasi bagian atas kerak bumi (H k); lapangan disebut alasan eksternal(NV); bidang variasi (δН), juga terkait dengan sumber yang terletak di luar bumi: Н Т = Н о + Н к + Н а + Н в + δН. Jumlah medan H 0 + H k membentuk medan magnet utama bumi. Kontribusinya terhadap bidang yang diamati di permukaan planet ini lebih dari 95%. Bidang H a yang anomali (kontribusi H terhadap H t sekitar 4%) dibagi menjadi bidang yang bersifat regional (anomali regional), meluas hingga wilayah yang luas, dan bidang karakter lokal (anomali lokal). Jumlah bidang H 0 + N k + N a sering disebut bidang normal (H n). Karena H in lebih kecil dibandingkan dengan H o dan H k (sekitar 1% dari H t), medan normal praktis bertepatan dengan medan magnet utama. Medan magnet yang sebenarnya diamati (dikurangi medan variasi δH) adalah jumlah medan magnet normal dan anomali: N t = N n + H a. Masalah pembagian medan di permukaan bumi menjadi dua bagian tersebut belum pasti, karena pembagian tersebut dapat dilakukan jumlah yang tak terbatas cara. Untuk mengatasi masalah ini secara jelas, diperlukan informasi tentang sumber dari masing-masing komponen medan magnet bumi. Pada awal abad ke-21, diketahui bahwa sumber medan magnet anomali adalah batuan bermagnet yang terletak pada kedalaman yang kecil dibandingkan dengan jari-jari Bumi. Sumber medan magnet utama terletak pada kedalaman lebih dari setengah jari-jari bumi. Banyak data eksperimen memungkinkan kita untuk membangun model matematika medan magnet bumi, berdasarkan studi formal tentang strukturnya.

Unsur magnet terestrial. Untuk menguraikan vektor Ht menjadi komponen-komponennya biasanya digunakan sistem persegi panjang berkoordinasi dengan titik asal pada titik pengukuran lapangan O (gambar). Dalam sistem ini, sumbu Ox diorientasikan sepanjang meridian geografis ke utara, sumbu Oy diorientasikan sepanjang paralel ke timur, dan sumbu Oz diarahkan dari atas ke bawah menuju pusat bumi. Proyeksi HT pada sumbu Ox disebut komponen utara lapangan, proyeksi pada sumbu Oy disebut komponen timur, dan proyeksi pada sumbu Oz disebut komponen vertikal; masing-masing dilambangkan dengan X, Y, Z. Proyeksi H t pada bidang xy dilambangkan dengan H dan disebut komponen horizontal medan. Bidang vertikal yang melalui vektor H t dan sumbu Oz disebut bidang meridian magnet, dan sudut antara meridian geografis dan meridian magnet disebut deklinasi magnet, dilambangkan dengan D. Jika vektor H menyimpang dari arah sumbu Sapi ke timur maka deklinasinya akan positif (deklinasi timur) , dan jika ke barat - negatif (deklinasi barat). Sudut antara vektor Н dan Нт pada bidang meridian magnet disebut kemiringan magnet dan dilambangkan dengan I. Kemiringan I bernilai positif jika vektor Нт diarahkan ke bawah dari permukaan bumi, yang terjadi di Belahan Bumi Utara, dan bernilai negatif jika Ht diarahkan ke atas, yaitu di Belahan Bumi Selatan. Komponen deklinasi, inklinasi, horizontal, vertikal, utara, timur disebut unsur kemagnetan terestrial, yang dapat dianggap sebagai koordinat ujung vektor Ht di berbagai sistem koordinat (persegi panjang, silinder dan bola).

Tidak ada unsur magnet bumi yang tetap konstan sepanjang waktu: besarnya bervariasi dari jam ke jam dan dari tahun ke tahun. Perubahan seperti itu disebut variasi unsur magnet terestrial (lihat Variasi magnet). Perubahan yang terjadi dalam jangka waktu singkat (sekitar satu hari) bersifat periodik; periode, amplitudo, dan fasenya sangat beragam. Perubahan nilai rata-rata tahunan suatu unsur bersifat monoton; periodisitasnya terungkap hanya setelah periode pengamatan yang sangat lama (dalam urutan puluhan dan ratusan tahun). Variasi lambat dalam induksi magnet disebut variasi sekuler; nilainya sekitar 10 -8 T/tahun. Variasi sekuler unsur-unsur dikaitkan dengan sumber medan yang terletak di dalam bola bumi dan disebabkan oleh alasan yang sama seperti medan magnet bumi itu sendiri. Variasi sekilas yang bersifat periodik disebabkan oleh arus listrik di lingkungan dekat Bumi (lihat Ionosfer, Magnetosfer) dan amplitudonya sangat bervariasi.

Studi modern tentang medan magnet bumi. Pada awal abad ke-21, sudah menjadi kebiasaan untuk mengidentifikasi penyebab berikut yang menyebabkan magnet terestrial. Sumber medan magnet utama dan variasi sekulernya terletak di inti planet. Medan anomali tersebut disebabkan oleh kombinasi sumber-sumber yang tipis lapisan atas, disebut cangkang bumi yang aktif secara magnetis. Bidang eksternal dikaitkan dengan sumber-sumber di ruang dekat Bumi. Bidang asal luar disebut variabel medan elektromagnetik Bumi, karena tidak hanya bersifat magnetis, tetapi juga listrik. Medan utama dan anomali sering digabungkan dalam istilah umum “medan geomagnetik konstan”.

Metode Belajar Dasar bidang geomagnetik- pengamatan langsung terhadap distribusi spasial medan magnet dan variasinya di permukaan bumi dan ruang dekat bumi. Pengamatan direduksi menjadi pengukuran unsur-unsur magnet terestrial di berbagai titik di ruang angkasa dan disebut survei magnetik. Tergantung pada lokasi pembuatan film, mereka dibagi menjadi darat, laut (hidromagnetik), udara (aeromagnetik) dan satelit. Tergantung pada ukuran wilayah yang dicakup oleh survei, survei global, regional dan lokal dibedakan. Berdasarkan unsur-unsur yang diukur, survei dibagi menjadi modular (survei T, di mana modulus vektor lapangan diukur) dan komponen (hanya satu atau beberapa komponen vektor ini yang diukur).

Medan magnet bumi dipengaruhi oleh aliran plasma matahari - angin matahari. Akibat interaksi angin matahari dengan medan magnet bumi, terbentuklah batas luar medan magnet dekat bumi (magnetopause) yang membatasi magnetosfer bumi. Bentuk magnetosfer terus berubah di bawah pengaruh angin matahari, sebagian energinya menembus ke dalamnya dan ditransfer ke sistem yang ada di ruang dekat Bumi. Perubahan medan magnet bumi dari waktu ke waktu yang disebabkan oleh aksi sistem saat ini disebut variasi geomagnetik dan berbeda dalam durasi dan lokalisasinya. ada banyak berbagai jenis variasi sementara, yang masing-masing memiliki morfologinya sendiri. Di bawah pengaruh angin matahari, medan magnet bumi terdistorsi dan memperoleh “jejak” searah dengan Matahari, yang membentang ratusan ribu kilometer, melampaui orbit Bulan.

Dipol momen magnetik Suhu bumi sekitar 8·10 22 A·m 2 dan terus menyusut. Induksi rata-rata medan geomagnetik di permukaan planet adalah sekitar 5·10 -5 T. Medan magnet utama bumi (pada jarak kurang dari tiga jari-jari Bumi dari pusatnya) bentuknya mendekati bidang ekuivalennya dipol magnet, yang pusatnya bergeser relatif terhadap pusat bumi sekitar 500 km ke arah suatu titik dengan koordinat 18° lintang utara dan 147,8° BT. Sumbu dipol ini miring terhadap sumbu rotasi bumi sebesar 11,5°. Kutub geomagnetik dipisahkan oleh sudut yang sama dari kutub geografis yang bersangkutan. Apalagi kutub geomagnetik selatan terletak di belahan bumi utara.

Pengamatan skala besar terhadap perubahan unsur kemagnetan bumi dilakukan di observatorium magnet yang membentuk jaringan global. Variasi medan geomagnetik dicatat oleh instrumen khusus, data pengukuran diproses dan dikirim ke pusat pengumpulan data dunia. Untuk representasi visual gambar sebaran spasial unsur magnet terestrial, konstruksi peta isolin, yaitu kurva yang menghubungkan titik-titik pada peta dengan nilai-nilai yang sama satu atau beberapa elemen magnet bumi (lihat peta). Kurva yang menghubungkan titik-titik deklinasi magnet yang sama disebut isogon, kurva dengan kemiringan magnet yang sama disebut isoklin, dan komponen horizontal atau vertikal, utara atau timur yang identik dari vektor Ht disebut isodinamik dari komponen-komponen yang bersesuaian. Garis dengan perubahan medan yang sama biasanya disebut isopori; garis dengan nilai bidang yang sama (pada peta bidang anomali) adalah isoanomali.

Hasil studi magnet terestrial digunakan untuk mempelajari Bumi dan ruang dekat Bumi. Pengukuran intensitas dan arah magnetisasi batuan memungkinkan untuk menilai perubahan medan geomagnetik dari waktu ke waktu, yang berfungsi sebagai informasi penting untuk menentukan umur batuan dan mengembangkan teori lempeng litosfer. Data variasi geomagnetik digunakan dalam eksplorasi magnetik mineral. Di ruang dekat Bumi, pada jarak seribu kilometer atau lebih dari permukaan bumi, medan magnetnya dibelokkan sinar kosmik, melindungi semua kehidupan di planet ini dari radiasi keras.

menyala.: Yanovsky B.M. Magnetisme terestrial. L., 1978; Kalinin Yu.D. Variasi geomagnetik sekuler. Novosibirsk, 1984; Kolesova V.I. Metode analitis kartografi magnetik. M., 1985; Parkinson W. Pengantar geomagnetisme. M., 1986.

Secara magnetis, Bumi berukuran besar namun lemah dalam kekuatan magnet dengan dua kutub.

Kutub magnet bumi letaknya relatif dekat dengan letak geografisnya. Pengamatan menunjukkan bahwa kutub magnet tidak tetap diam,
dan secara bertahap mengubah posisinya relatif terhadap kutub geografis. Jadi, pada tahun 1600, kutub magnet utara berjarak 1.300 km dari kutub geografis, dan saat ini jaraknya sekitar 2000 km. Koordinat geografis kutub magnet pada tahun 1965 adalah: utara? = 72° LU, ? = 96° BB, untuk selatan? = 70° LS, ? =150° BT.

Dipercaya bahwa magnet positif terkonsentrasi di kutub magnet selatan, dan magnet negatif terkonsentrasi di utara. Ruang di sekitar bumi dipenuhi dengan garis-garis gaya magnet yang memancar dari kutub magnet selatan, mengelilingi seluruh bumi dan dekat di utara (Gbr.)

Medan magnet bumi pada setiap titik dicirikan oleh besarnya kekuatannya T , yaitu gaya yang bekerja pada satuan magnet positif, dan arah gaya tersebut. Vektor T
diarahkan secara tangensial ke saluran listrik. Oleh karena itu, jika suatu saat A tempatkan jarum magnet yang digantung bebas, sumbunya akan terletak searah dengan vektor T . Dalam hal ini, jarum magnet akan miring relatif terhadap bidang cakrawala dan ditolak
jauh dari bidang meridian sebenarnya.

Sudut vertikal antara sumbu jarum magnet yang digantung bebas dan bidang horizontal disebut akumulasi magnet SAYA . Di kutub magnet, kemiringannya maksimum dan sama dengan 90°; semakin menjauhi kutub, kemiringannya berkurang, misalnya di Murmansk 77°, di Odessa 62°, dan seterusnya, hingga mencapai 0°. Himpunan titik di permukaan bumi yang kemiringan magnetnya 0 disebut ekuator magnet. Ekuator magnet adalah kurva tidak beraturan yang memotong ekuator bumi di dua titik.

Bidang vertikal yang melalui sumbu jarum magnet yang digantung bebas disebut bidang meridian magnet. Pada perpotongan dengan bidang cakrawala sebenarnya, bidang ini membentuk garis meridian magnet, atau disingkat meridian magnet N M -S M.

Secara umum, bidang meridian magnet tidak berhimpitan dengan bidang meridian sebenarnya. Sudut penyimpangan bidang meridian magnet dari bidang meridian sebenarnya pada suatu titik tertentu di permukaan bumi disebut deklinasi magnet. D.

Deklinasi magnet diukur pada bidang horizon dari bagian utara meridian sebenarnya ke Ost atau W hingga bagian utara meridian magnet. Pada saat yang sama, jika bagian utara meridian magnet menyimpang dari meridian sebenarnya ke E, maka deklinasinya diberi nama E (inti) atau tanda plus; jika ke W, maka W (messenger) atau tanda minus. (beras)

Nilai deklinasi magnet dalam poin yang berbeda permukaan bumi berbeda. Di sebagian besar wilayah pelayaran dunia, suhu berkisar antara 0 hingga 25°, namun di lintang tinggi, di tempat yang dekat dengan kutub magnet, suhu dapat mencapai beberapa puluh derajat, dan antara suhu magnet dan magnet yang sama. kutub geografis 180°.

Kekuatan penuh magnetisme bumi T dapat ditata secara horizontal N dan vertikal Z komponen (gambar) Komponen horizontal N mengatur jarum magnet pada bidang meridian magnet dan menahannya pada posisi ini. Dari rumus tersebut jelas bahwa di ekuator magnet, dimana kemiringannya SAYA = 0, komponen horizontal mempunyai nilai maksimum yaitu N - T, dan vertikal Z = 0. Oleh karena itu, kondisi pengoperasian kompas magnetik di dan dekat ekuator adalah yang paling menguntungkan. Pada kutub magnet dimana I = 90°, N = 0, sebuah Z = T , kompas magnetik tidak berfungsi.

Kuantitas T , SAYA , D , N Dan Z disebut unsur magnet terestrial, yang terpenting untuk navigasi adalah deklinasi magnet D .

Unsur magnet terestrial

Bumi secara keseluruhan adalah magnet berbentuk bola yang sangat besar. Di setiap titik di ruang sekitar bumi dan permukaannya, aksi garis gaya magnet terdeteksi. Dengan kata lain, medan magnet tercipta di ruang sekitar bumi, garis-garis gayanya ditunjukkan pada Gambar 19.1. Kutub magnet utara terletak di kutub selatan, dan kutub magnet selatan terletak di utara. Medan magnet bumi diarahkan secara horizontal di ekuator, dan secara vertikal di kutub magnet. Di titik lain di permukaan bumi, medan magnet bumi diarahkan pada sudut tertentu.

Keberadaan medan magnet di setiap titik di bumi dapat diketahui dengan menggunakan jarum magnet. Jika Anda menggantung jarum magnet N.S. pada seutas benang L(Gambar 19.2) agar titik suspensi berimpit dengan titik berat anak panah, maka anak panah akan dipasang searah garis singgung garis gaya medan magnet bumi. Di belahan bumi utara, ujung selatan akan condong ke arah Bumi dan sumbu panah akan membentuk sudut kemiringan dengan cakrawala Q(di ekuator magnet, kemiringannya adalah 0). Bidang vertikal tempat sumbu panah berada disebut bidang meridian magnet. Semua bidang meridian magnet berpotongan dalam satu garis lurus N.S., dan jejak meridian magnet di permukaan bumi bertemu di kutub magnet N Dan S. Karena kutub magnet tidak bertepatan dengan kutub geografis, sumbu jarum akan menyimpang dari meridian geografis.

Medan magnet arus melingkar

Menurut teori, kekuatan medan magnet berada di pusatnya TENTANG, dibuat oleh elemen panjang dl putaran melingkar dengan radius R, yang melaluinya arus mengalir SAYA, dapat ditentukan dengan hukum Biot-Savart-Laplace

, (19.1)

Dan rekaman vektor hukum ini terlihat seperti itu

.

Dalam ungkapan ini: R– modul vektor jari-jari yang diambil dari elemen konduktor dl ke titik lapangan yang bersangkutan; 1/4 P- koefisien proporsionalitas untuk penulisan rumus dalam sistem satuan SI.

Dalam contoh yang sedang dipertimbangkan, vektor jari-jari tegak lurus terhadap elemen arus, dan dalam modulus sama dengan radiusnya giliran, jadi

Dan

(19.2)

Vektor kekuatan medan magnet diarahkan tegak lurus terhadap bidang gambar di mana vektor-vektor tersebut terletak, dan diorientasikan menurut aturan gimlet.

Semua vektor medan magnet yang tercipta pada suatu titik TENTANG bagian-bagian berbeda dari kumparan melingkar dengan arus, diarahkan dalam satu arah, tegak lurus terhadap bidang gambar.

Oleh karena itu, kekuatan medan yang dihasilkan pada titik tersebut TENTANG dapat dihitung seperti ini:

. (19.3)

Kekuatan medan magnet dalam sistem SI diukur dalam Kendaraan.