Файл: Термины и определенияМагнетизм форма взаимодействия движущихся тел, имеющих электрический заряд. Магнитное поле.pdf

Jnx - компонента намагниченности вдоль оси X
Jny - компонента намагниченности вдоль оси Y
Jnz - компонента намагниченности в доль оси Z
Используя предоставленные значения, можно найти:
Jx = Jicos(Ii) + Jnx = 1.2 A/mcos(85) + 0.33 A/m
= 0.67 A/m
Jy = Jisin(Ii) + Jny = 1.2 A/msin(85)
= 0.98 A/m
Jz = Jnz = 0.09 A/m
Суммарная намагниченность (J) вектора равна:
J = sqrt(Jx^2 + Jy^2 + Jz^2)
= sqrt(0.67^2 + 0.98^2 + 0.09^2) = 1.09 A/m
Итого вектор суммарной намагниченности объекта составляет 1.09 А/м.
Экзаменационный билет №14
1.
Аппаратура: измеряемые характеристики МПЗ.
Интенсивность магнитного поля (J) тесла
Наклон оси тока (I)
Азимут оси тока (F)
Индукция магнитного поля (B)тесла
Горизонтальная и вертикальная компоненты магнитного поля (Bx, By, Bz)
Контраст магнитного поля между различными типами горных пород
Глубина нахождения минеральных залежей
Размеры и форма минеральных залежей.
2. Методика магнитной съемки: классификации магнитных съемок по месту
проведе-ния, по назначению и по масштабу.
Как известно, магниторазведка бывает различных видов, а именно, по месту проведения различают, наземные, аэро, морские, подземные магнитные съемки, по измеряемым компонентам – T, ∆T, Z, ∆Z и так далее.
Назначения: Картировочные, поисковые, поисковые-оценочные, разведочные, специального назначения(относят микромагнитную съемку и измерение градиентов (дифференциальная съемка) магнитного поля)
По масштабу:
Местная магнитная съемка: используется для изучения магнитного поля на небольшой территории, обычно в несколько десятков метров.
Региональная магнитн ая съемка: используется для изучения магнитного поля на более крупной территории, обычно в несколько квадратных километров.

Аэро магнитная съемка: используется для изучения магнитного поля на очень крупной территории, обычно в несколько сотен квадратных километров и более.
3. Интерпретация: Определите вектор суммарной намагниченности (J) объекта при Ji=
0,8 А/м; Ii = 70º; nz J = 0,07 А/м; nx J = 0,05 А/м.
Jn = sqrt(Jnx^2+Jnz^2)=sqrt(0,07 ^2+ 0,05 ^2) = 0,08
J’ = Ji * Cos(Ii) = 0,8 * Cos(70) = 0,27
J = sqrt( Jn^2 + Ji ^2 + Jn * J’ * Cos(45+(90 - Ii)))=sqrt(0,08^2 + 0,8^2 + 0,08 * 0,27 * Cos(45+(90-
70))=0,8 А/м.
Для определения вектора суммарной намагниченности (J) объекта необходимо использовать компоненты намагниченности Jx, Jy и Jz. Для этого можно использовать следующие формулы:
Jx = Ji * cos(Ii) + Jnx
Jy = Ji * sin(Ii)
Jz = Jnz где:
Ji - интенсивность тока в объекте
Ii - угол наклона оси тока относительно горизонта
Jnx - компонента намагниченности вдоль оси X
Jny - компонента намагниченности вдоль оси Y
Jnz - компонента намагниченности в доль оси Z
Используя предоставленные значения, можно найти:
Jx = 0.8 * cos(70) + 0.05 = 0.46 А/м
Jy = 0.8 * sin(70) = 0.49 А/м
Jz = 0.07 А/м
Суммарная намагниченность (J) вектора равна:
J = sqrt(Jx^2 + Jy^2 + Jz^2) = sqrt(0.46^2 + 0.49^2 + 0.07^2) = 0.58 А/м
Итого вектор суммарной намагниченности объекта составляет 0.58 А/м.
Обратите внимание, что это только приближенное значение, и может быть изменено в зависимости от точности измерения и других факторов.
Экзаменационный билет №15
1. Аппаратура: оптико-механические и феррозондовые магнитометры.

Магниточувствительным элементом (МЧЭ) в оптико-механических магнитометрах является постоянный магнит, закрепленный на металлической или кварцевой нити с обеспечением одной степени свободы. Магнитометры с магниточувствительным элементом,
закрепленным на нити, называют торсионными. В основе измерений таким магнитометром лежит принцип измерения магнитными весами. Магнитные весы – это постоянный магнит,
свободно вращающийся в одной из плоскостей, и в зависимости от плоскости вращения бывают вертикальными и горизонтальными. Принцип измерения магнитными весами основан на уравновешивании момента вращения, вызванного действием земного магнитного поля,
моментом силы тяжести или кручения нити, на которой укреплен магнит. При горизонтальном расположении магнита, наибольший момент вращения вызывает вертикальная составляющая поля, поэтому такие весы называют вертикальными. Весы с вертикальным расположением магнита, и наибольшим влиянием горизонтальной компоненты, называют горизонтальными.
Феррозондовые магнитометры Феррозонд – электрическая катушка с сердечником из магнитомягкого ферромагнетика (типа пермаллоя), питаемая переменным током, которая чувствительна к величине и направлению внешнего магнитного поля. Пермаллой – общее название магнитомягких сплав обладающих высокой магнитной восприимчивостью и малой коэрцитивной силой, вследствие чего, практически не имеющих потерь на гистерезис в малых магнитных полях (рис. 3.9.). Наиболее известный пример магнитомягкого сплава – феррит, он применяется в радиоприемниках в качестве антенны и в качестве фильтров от высокочастотных помех
2. Методика магнитной съемки: Учет вариаций при магнитной съемке.
Требования к МВС.
Требования МВС -
Основные требования к магнитовариационной станции заключаются в следующем:
− МВС должна устанавливаться в непосредственной близости к площади исследования;
− МВС должна быть того же типа, что и магнитометр;
− класс точности МВС должен быть такой же, как и у магнитометра, либо превосходить его;
− располагать МВС необходимо в спокойном магнитном поле, близком к нормальному (иногда для выявления такой точки требуются рекогназцировочные съемки);
− рядом с МВС не должно быть движущихся магнитных объектов.
При проведении магнитной наземной съемки на большой территории, что особенно характерно для аэромагнитных съемок, или несколькими приборами, работающими одновременно на разных участках, обязательно изучается однородность поля вариаций на всем планшете работ.
Вариации на большой площади могут существенно отличаться, поэтому возможно использование двух и более магнитовариационных станций. Магнитовариационная станция включается заранее, не менее чем за 2 часа до начала маршрута. Время между измерениями на
МВС определяется, прежде всего, интенсивностью и скоростью вариаций в данной местности,
как правило достаточно периода измерений составляющего 1–10 с.
3. Рассчитайте поле над вертикально намагниченным шаром при J = 0,6 А/м;
глубине до центра шара h = 70 м, радиусе шара R = 10 м.
М0(мю) = 4П*10^-7 гн/м
Ha = - M0 * 3 * M*h*x / (4П * (h^2 + x^2)^(5/2)) = 0 т.к. x = 0 (поскольку над шаром
измеряем)
Za = M0 * M (2*h^2-x^2)/ (4П * (h^2 + x^2)^(5/2)), где M = (4/3) * J * П*R^3
M = (4/3) * 0,6 * 3,14 * 10^3 = 2512

Za = (M0/4П) * M*2h^2/((h^2)^(5/2)) = (4П* 10^-7 / 4П ) * 2512 * 2 * 70^2 /
((70^2)^(5/2)) = 1,46*10^-9 Тл
Для расчета магнитного поля над вертикально намагниченным шаром можно использовать уравнение Бруно:
B = (μ₀ * J * (R^2)) / (2 * (R^2 + h^2)^(3/2))
где:
B - магнитное поле, мкТл
μ₀ - магнитная постоянная, Тл/Ам
J - интенсивность тока в шаре, А/м
R - радиус шара, м h - глубина до центра шара, м
При J = 0,6 А/м; глубине до центра шара h = 70 м, радиусе шара R = 10 м, магнитное поле B
будет равно:
B = (4π * 10^-7 * 0,6 * (10^2)) / (2 * (10^2 + 70^2)^(3/2))
B = 0.000024 мкТл
Таким образом, магнитное поле над вертикально намагниченным шаром с интенсивностью тока J = 0,6 А/м, глубиной до центра шара h = 70 м, и радиусом R = 10 м равно 0.000024 мкТл.
Экзаменационный билет №16
1. Аппаратура: модульные магнитометры, принцип действия и разновидности.
Модульные магнитометры - это тип магнитометра, который состоит из нескольких модулей,
каждый из которых измеряет одно из компонент магнитного поля. Они используются для измерения магнитного поля Земли и используются в магнитной съемке.
Принцип действия модульного магнитометра заключается в измерении индукции магнитного поля Земли с помощью магнитных датчиков, которые расположены в каждом модуле. Эти датчики могут измерять компоненты магнитного поля, такие как горизонтальная и вертикальная индукция и геомагнитный азимут.
Есть различные типы модульных магнитометров, каждый из которых имеет свои собственные особенности и применения. Некоторые из них:
1)Портативные модульные магнитометры: Это модульные магнитометры, которые могут быть легко перенесены и использованы для разведки на местности.
2)Навигационные модульные магнитометры: Это модульные магнитометры, кото торые используются для определения местоположения и навигации, например в авиационной и морской индустрии.

3.
Резонансные модульные магнитометры: Это модульные магнитометры, которые используются для измерения резонансных свойств материалов.
4.
Глубоконакопительные модульные магнитометры: Это модульные магнитометры, которые используются для измерения магнитного поля на глубокой глубине.
2. Методика магнитной съемки: Геологические задачи, решаемые магниторазведкой.
Методика магнитной съемки используется для решения ряда геологических задач, связанных с изучением геологической структуры подземных слоёв и определением месторождений минералов.
1)Изучение структуры горных пород: Магнитная съемка позволяет определять геологическую структуру подземных слоёв, что важно для поиска и разведки месторождений минералов.
2)Определение месторождений минералов: Магнитная съемка может использоваться для обнаружения и оценки месторождений минералов, таких как железорудные и нефтегазовые месторождения.
3)Изучение геологической структуры в океане: Магнитная съемка может использоваться для изучения геологической структуры дна океана и обнаружения месторождения металлов и минералов, скрытых на глубине.
4)Изучение геологической структуры кристаллических пород: Магнитная съемка может использоваться для изучения структуры кристаллических пород и определения месторождений минералов, таких как кварц, ферросплавы и др.
5)Изучение геологической структуры под городскими и инженерными сооружениями:
Магнитная съемка может использоваться для изучения геологической структуры под городскими и инженерными сооружениями, что важно для оценки надежности и безопасности таких сооружений и для проектирования новых строений.
3. Рассчитайте поле над вертикально намагниченным шаром при J = 0,9 А/м; глубине до
центра шара h = 97 м, радиусе шара R = 13 м.
М(мю) = 4П*10^-7 гн/м
Ha = - M0 * 3 * M*h*x / (4П * (h^2 + x^2)^(5/2)) = 0 т.к. x = 0 (поскольку над шаром измеряем)
Za = M0 * M (2*h^2-x^2)/ (4П * (h^2 + x^2)^(5/2)), где M = (4/3) * J * П*R^3
M = (4/3) * 0,9 * 3,14 * 13^3 = 8278,3
Za = (M0/4П) * M*2h^2/((h^2)^(5/2)) = (4П* 10^-7 / 4П ) * 8278,3 * 2 * 97^2 /
((97^2)^(5/2)) = 1,814*10^-9 Тл
Поле над вертикально намагниченным шаром может быть рассчитано с использованием формулы Био-Савара-Ламберта:
B = (μ0 * J * R^2) / (2 * (h^2 + R^2)^(3/2))

где:
B - магнитное поле в метрах в системе СИ (тесла);
μ0 - магнитная постоянная (μ0 = 4π * 10^-7 Тл/Ам);
J - ток намагничивания в метрах в системе СИ (А/м);
R - радиус шара в метрах;
h - глубина до центра шара в метрах.
Подставляя данные:
J = 0,9 А/м, R = 13 м, h = 97 м
B = (4π * 10^-7 * 0.9 * 13^2) / (2 * (97^2 + 13^2)^(3/2)) = 2.28 * 10^-5 Тл = 2.28 мТл
Таким образом, магнитное поле над вертикально намагниченным шаром с такими параметрами равно 2.28 мТл.

Экзаменационный билет №17
1. Аппаратура: Классификации магнитометров – по месту проведения съемки, по типу
магниточувствительного элемента, по измеряемой величине.
По месту проведения съемки:
Магнитометры можно классифицировать в зависимости от места проведения съемки. В
частности, могут быть:
* наземные магнитометры (для съемки на земле), подразделяются на пешие и автомобильные;
* аэрофотонавигационные магнитометры (для съемки с воздуха);
* морские магнитометры (для съемки на воде);
* спутниковые магнитометры (для съемки с космических объектов и спутников).
* скважинные магнитометры (для съемки измерения элементов геомагнитного поля в скважинах).
По типу магниточувствительного элемента:
1. Электронно-магнитные магнитометры: используют катушки постоянной индукции, шунты или лампы для измерения магнитного поля.
2. Постоянные магнитометры: такие магнитометры используют постоянные магниты для измерения магнитного поля.
3. Электромеханические магнитометры: используют магнитное поле для активации электромеханических элементов, например, микроскопических пружинков.
4. Оптические магнитометры: используют принципы внутреннего отражения света для измерения магнитного поля.
5. Электронно-вольтметрические магнитометры: используют комбинацию электронных и вольтметрических компонентов для измерения магнитного поля.

По измеряемой величине:
Магнитометры могут быть классифицированы по типу измеряемой величины. Они могут использоваться для измерения полярной и азимутальной силы тока, электрического потенциала, магнитной индукции, и даже для измерения давления.
Полярные магнитометры используются для измерения полярной и азимутальной силы тока.
Электронные магнитометры используются для измерения электрического потенциала.
Магнитные магнитометры используются для измерения магнитной индукции.
Давлениемеры используются для измерения давления.
**Паша -
Векторные - генерируют напряжение, пропорциональное магнитному полю, и предоставляют информацию о его модуле и направлении; широко используется в рамках датчиков, а не для определения характеристик магнитных материалов.
Модульные -
Предназначен для измерений параметров магнитных полей,
создаваемых магнитными системами, электрическими аппаратами различного назначения и намагниченными элементами конструкций,
линиями электропередачи, системами электроснабжения транспорта и другими источниками, а также в экранированных помещениях.
Градиентометры -
Во-первых, им требуется устройство для создания известного магнитного поля, которое может быть переменным или постоянным. Во-вторых,
градиентным магнитометрам требуется источник переменного градиентного поля.
Наконец, им также требуются электронные или оптические средства для обнаружения и измерения результирующей силы.
Компонентные - ни по-прежнему используют два магнитных поля, однако вместо того,
чтобы применять только одно переменное поле и другое постоянное, они применяют два переменных поля. Самым большим преимуществом является определение характеристик образцов как в переменном, так и в постоянном токе по сравнению с
VSM или другими магнитометрами, которые ограничены полями постоянного тока.