Описание экспериментальной установки

В ванну, сделанную из материала с хорошими электроизолирую­щими свойствами, помещают металлические электроды А и К (рис. 2), контуры ванны показаны пунктирными линиями. Ванна заполняется жидким электролитом, проводимость которого мала по сравнению с проводи­мостью металла (например, водой). Электроды опира­ются на дно ванны и воз­вышаются над поверхно­стью налитого в ванну электролита. Напряжение на электроды подается с помощью потенциометра R, включенного на выходе выпрямителя В (см. рис. 2).

В измерительную часть схемы входят зонд Z, нулевой гальвано­метр G и вольтметр V. Нулевым гальванометром называется стрелочный гальванометр, нулевое деление шкалы которого рас­положено посредине шкалы и стрелка прибора может отклонять­ся от него симметрично в обе стороны. Такой гальванометр удо­бен при работе с зондом, когда при поисках эквипотенциальной поверхности направление тока через гальванометр может менять знак. Принцип работы измерительной части схемы: перемещая движок на делителе напряжения R, этому движку можно прида­вать различные значения потенциала относительно электродов, погруженных в ванну. Наличие или отсутствие тока в цепи галь­ванометра зависит при этих условиях от того, в какой точке поля находится зонд. Если он находится в точке поля, потенциал кото­рой равен потенциалу, установленному на движке делителя, то тока в цепи зонда и гальванометра не будет.

Геометрическое место всех точек поля, для которых в цепи зонда ток будет равен нулю (при данном положении движка на делителе), образует эквипотенциальную поверхность в исследуе­мом поле. Для измерения потенциала этой поверхности (относи­тельно электродов, помещенных в ванну) служит вольтметр, включенный между движком и одним из электродов.

Процесс изучения исследуемого поля сводится, таким об­разом, к следующему: перемещая по этапам движок на делителе напряжения, придают движку различные значения потенциала. Для каждого установленного на движке значения потенциала на­ходят путем перемещения зонда в ванне соответствующую экви­потенциальную поверхность исследуемого поля.

Проведение измерений и обработка результатов

1. Ванну надо установить так, чтобы толщина слоя воды была повсюду одинаковой.

2. Изобразить поле в уменьшенном масштабе.

3. Методом зондирования определить координаты 6...10 точек эквипотенциальной линии. Потенциал электрода К нулевой.

3. Исследовать 5 ...6 эквипотенциальных линий, изобразив их в виде системы линий равного потенциала, указывая возле каждой линии вели­чину потенциала.

4. Провести 5 ... 7 силовых линий напряженности, пересекаю­щихся с эквипотенциальными линиями под прямыми углами. Картина поля обычно симметричная.

5. На линии осевой симметрии АК в 5 ... 6 местах вычислить напряженность модельного поля и построить график изменения напряженности вдоль линии АК.

Техника безопасности.

1. Питание выпрямителя идет от сети в 220 В. На ванну подает­ся от выпрямителя напряжение постоянного тока 15 В.

2. Гальванометр - высокочувствительный прибор, он боится электрических перегрузок. Поэтому зондом нельзя касаться электродов А и К.