- •Утверждено
- •1. Теоретические сведения
- •1.1. Электрическое поле. Напряженность
- •1.2.Принцип суперпозиции электрических полей
- •1.3.Потенциальный характер электростатического поля. Работа сил поля при перемещении зарядов. Циркуляция и ротор вектора напряженности
- •1.4.Потенциал. Потенциальная энергия заряда в электростатическом поле
- •1.5.Связь между напряженностью и потенциалом
- •1.6. Эквипотенциальные поверхности
- •2. Описание методики эксперимента
- •2.1. Аналогия между электростатическим полем и током в сплошной среде
- •3. Описание лабораторной установки вариант а
- •В ариант б
- •4. Порядок выполнения работы вариант а
- •Вариант б
- •5. Содержание отчёта
- •6. Приложение электрическое поле для изучаемых наборов электродов
- •7. Контрольные вопросы и задания
4. Порядок выполнения работы вариант а
1. Проверить влажность песка, при необходимости смочить его водой, тщательно перемещать и разровнять поверхность дощечкой.
2. Подключить к звуковому генератору два плоских электрода и погрузить их в песок параллельно на расстоянии = 248 мм друг от друга.
3. Подключить щупы осциллографа к выходу генератора. Включить в сеть генератор и осциллограф, получить на экране осциллографа изображение сигнала и измерить его амплитуду U. Каждое измерение повторить не менее трёх раз.
4. Получить на песке картину линий равного потенциала. Для этого, устанавливая один щуп в произвольной точке, найти 5-7 точек равного потенциала (им соответствует минимальное значение амплитуды сигнала на осциллографе). Получить не менее 5 линий, разность потенциалов между соседними линиями должна быть одинаковой.
Измерить напряженность поля в точках А, В, С (см. рис. 3.1). Для этого щупы помещаются на расстоянии ∆х=1см друг от друга вдоль силовой линии, т.е. перпендикулярно линии равного потенциала в данной точке, измеряется по экрану осциллографа разность потенциалов ∆ и рассчитывается величина напряженности |Е|=∆ /∆х. Рассчитать теоретические значения напряженности поля в этих точках по формулам (3.1)-(3.8) и относительную погрешность . Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
6. Отключить генератор, осторожно удалить электроды, накрыть ящик прозрачным экраном с сантиметровой сеткой и скопировать в бланк отчета в удобном масштабе картину линий равного потенциала. Построить линии напряжённости, которые должны быть в каждой точке ортогональны линиям равного потенциала.
Таблица 1
Набор электродов |
№ оп |
U, В |
ЕА ,(В/м) |
%
|
ЕB ,(В/м) |
%
|
ЕC,(В/м) |
% |
|||
Эксп. |
Теор. |
Эксп. |
Теор. |
Эксп. |
Теор.. |
||||||
Плоскость-плоскость |
1 2 ..
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сред.
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Плоскость- цилиндр |
1 2 ..
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сред. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Цилиндр- цилиндр |
1 2 ..
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сред. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
7. Проделать п. 2-6 для наборов электродов «плоскость - цилиндр» (l=248 мм) и «цилиндр - цилиндр» ( =220 мм).
8. Отключить приборы от сети.