- •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
Вариант б
1. Проверить правильность сборки схемы.
2. Включить в сеть вилку сетевого шнура: а) источника питания; б) цифрового вольтметра.
3. Включить тумблер «Сеть» на лицевой панели а) источника питания; б) цифрового вольтметра.
4. Добиться установки нуля во всех разрядах цифрового вольтметра.
5. Поместить первый щуп в любую точку А поля ( на любой дискрет пластины). Перемещая второй щуп в разные точки, зафиксировать все дискреты В, в которых разность потенциалов равна нулю ( в трех первых значащих разрядах вольтметра). Построить линию равного потенциала, проходящую через точку А.
6. Повторить п.5 для 4-х других точек поля.
7. Для каждой пары соседних линий равного потенциала определить среднюю напряженность поля Е. Последовательно помещая первый щуп в точки одной линии, а второй - в точки другой, определить по вольтметру разность потенциалов и расстояние между ними , где - число дискретов по осям Х и Y соответственно.
8. Рассмотреть не менее 5 пар точек. Результаты измерений свести в таблицу.
Таблица
номера пар линий |
№ опыта |
|
|
|
|
Е |
% |
1-2 |
1 2 … 5 |
|
|
|
|
|
|
3-4
|
|
|
|
|
|
|
|
9. Повторить п.п. 5-8 для другого варианта пластин.
10. Выключить источник питания и вольтметр.
5. Содержание отчёта
Отчёт по лабораторной работе должен содержать: название работы, цель работы, схему и краткое описание эксперимента (для двух пар электродов), расчётные формулы, таблицы результатов эксперимента (табл. 1), графики (семейство линий равного потенциала и линий напряженности для двух пар электродов), выводы по работе.
6. Приложение электрическое поле для изучаемых наборов электродов
П оле в рассматриваемом случае тонкого проводящего слоя является двумерным, лежащим в плоскости (Х, Y). Ему соответствует электрическое поле в вакууме, образованное электродами, бесконечно протяжёнными вдоль оси Z, так, плоский электрод длины L для расчёта поля заменяем бесконечной лентой ширины L , цилиндр считаем бесконечным.
а). Система «плоскость - плоскость». Для двух пластин (параллельных) ширины L, находящихся на расстоянии , поле в точке А, лежащей на линии, соединяющей их центры на расстоянии x от одной пластины (рис. П.1), равно:
Е= , (П.1)
г де U – разность потенциалов. При L>> получаем выражение для однородного поля Е≈ .
б). Система «плоскость - цилиндр». Для пластины ширины L и цилиндра радиуса R, расстояние между центрами которых равно , напряженность поля в точке А на расстоянии х от пластины (рис. П.2), равна:
Е=U . (П.2)
в ). Система «цилиндр - цилиндр». Для двух цилиндров радиуса R, расстояние между центрами которых равно , напряженность поля в точке с координатами (х,у) (рис. П.3), равна:
(П.3)