Порядок выполнения работы. Дно ванны заполните водой.
Дно ванны заполните водой.
2. Соберите электрическую схему установки. Убедитесь в симметричном расположении электродов по отношению к координатной сетке ванны.
3. Подключите к сети источник питания ИП и вольтметр PV.
4. Подготовьте лист миллиметровки, отметьте на ней положение электродов и координатных осей.
5. Включите питание лабораторного стенда, источника питания и вольтметра.
6. Поместите зонд в точку, находящуюся вблизи одного из электродов на оси симметрии расположения электродов (координатной оси), запишите показания вольтметра и отметьте на рисунке точку с найденным значением потенциала.
7. Смещая зонд с координатной оси, найдите координаты другой точки, имеющей то же значение потенциала. Найдите координаты еще 4-5 точек, имеющих такой же потенциал и расположенных по ту же сторону от координатной оси, а затем найдите аналогичные точки с другой стороны этой координатной сетки. Крайние точки должны выбираться на возможно большем удалении от координатной оси. Запишите и отметьте на рисунке найденные значения.
8. Повторите измерения для других значений потенциала. В пространстве между электродами надо получить не менее 7 линий равного потенциала.
9. Соедините на рисунке точки с одинаковым значением потенциала.
10. Проведите на рисунке несколько линий напряженности (перпендикулярных к каждой точке эквипотенциальным линиям).
11. Постройте график зависимости потенциала φ поля от расстояния r между электродами. Значения потенциала выберите для точек, принадлежащих координатной оси, соединяющей электроды. Начало отсчета координат совместите с поверхностью электрода, вблизи которого зарегистрирован меньший потенциал.
12. Пользуясь построенным графиком, методом численного дифференцирования, найдите напряженность Е поля для разных значений r, зная, что
E = -Δφ/Δr,(1.13)
где Δφ – изменение потенциала на отрезке Δr, Δr = 5 мм (5 × 10-3 м).
Расчет по формуле (1.13) проводите следующим образом. Выбрав значение r1, установите по графику значение φ1, соответствующее значению r1, а затем значение φ2 для r2 = r1 + Δr. Разделив Δφ = φ2 – φ1 на Δr, получим числовое значение Е поля, которое следует отнести к середине выбранного интервала (r1, r1 + Δr). Расчет выполнить для 7-8 значений r охватывающих весь интервал расстояний между электродами. Результаты расчетов занесите в табл. 1.1.
13. Постройте график зависимости напряженности Е электрического поля от расстояния r между электродами.
Т а б л и ц а 1.1
| r1, м | φ1, В | φ2, В | Δφ, В | Е, В/м | rср, м |
Контрольные вопросы
1. Дайте определения напряженности и потенциала электростатического поля.
2. Какова связь между напряженностью и потенциалом?
3. Опишите способы графического изображения электростатического поля.
4. Опишите электростатическое поле внутри и вне проводящей среды.
5. Изобразите в общем виде взаимное расположение линий напряженности, эквипотенциальных поверхностей и векторов Е и grad φ в некоторой точке поля.
Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 720;