3. Глава II. Практическая часть.

3.1 Описание установки до модернизации.

Ванна, на которой проводятся измерения, изготовлена из материала с хорошими изолирующими свойствами и содержит набор разнообразных электродов, укрепленных на её дне. Каждый из электродов имеет вывод на соответствующую клемму. Измерительная установка позволяет проводить исследования электрических полей двухэлектродных моделей. Схема представлена на рис. 3

рис.3

Напряжение, подаваемое на электроды, выбирается таким, чтобы при измерениях обеспечивалась достаточная чувствительность схемы (величина сигнала изменяется с помощью потенциометра «Регулировка выхода» на звуковом генераторе). При снятие картины поля условно примем потенциал одного электрода за 0, другого за 100 % (естественно, безразлично, какому из электродов какое придавать значение) и потенциал эквипотенциалий будем выражать в процентах. Делитель из декадных сопротивлений позволяет осуществлять изменение потенциала, подаваемого на подвижный зонд со средней точки делителя, с интервалом в 1% и менее. Для однозначности результатов измерений следует устанавливать показания работы суммарное сопротивление левого и правого плечей оставалось постоянным. Варьируя величинами сопротивлений делителя, удается задать на зонд любой необходимый потенциал относительно электродов, расположенных в ванне. Необходимо помнить при этом, что показания делителей в сумме должны всегда составлять 100 %.

Введение металлического зонда в пространство между электродами несколько искажает распределение поля в электролите. Это искажение происходит вследствие того, что, во-первых, зонд имеет конечную толщину, во-вторых, вдоль зонда устанавливается одинаковый потенциал. Влияние толщины зонда можно свести к минимуму, используя модели электродов значительных размеров таким образом, чтобы область, в которой происходит заметное изменение потенциала электрического поля, была значительно больше поперечного сечения зонда. Что же касается второй причины, то она не играет никакой роли в случае, если зонд расположен вдоль эквипотенциальной поверхности.

Процесс изучения поля исследуемой модели сводится к следующему. Лист бумаги помещают на стеклянном столе ванны над той моделью, которая является объектом изучения. Место соприкосновения острия зонда с поверхностью воды проектируется на бумагу с помощью светового «зайчика» крестообразной формы. Центр креста соответствует острию зонда. Сначала наносят на бумагу форму электродов изучаемой модели (это модно сделать, подводя подвижный зонд к различным точкам электродов и отмечая их контур на бумаге; при этом необходимо соблюдать осторожность, чтобы не погнуть зонд). Затем с помощью делителя на зонд подается соответствующий потенциал, равный, например, 10% от общего напряжения на электродах модели. Устанавливают необходимую амплитуду выходного сигнала звукового генератора. В качестве индикатора в цепь зонда включается электронный осциллограф. Величина сигнала на осциллографе зависит от того, в какой точке изучаемого поля находится зонд. Если зонд находится в той точке поля, потенциал которой равен потенциалу, заданном делителем, то, очевидно, сигнал, подаваемый на вход осциллографа, будет равен нулю (или, по крайней мере, наименьшим, поскольку из-за сдвига фаз, обусловленного емкостями электродов, установка нулевого сигнала становится невозможной). Любое перемещение зонда в другую точку поля приводит к увеличению сигнала на осциллографе. Итак, по наименьшему сигналу на осциллографе легко находятся точки поля с потенциалом, установленным на делителе. Геометрическое место точек с одинаковым потенциалом образует эквипотенциальную поверхность. Задавая на делителе различные значения потенциала, удается получить картину эквипотенциальных линий исследуемого макета. Около каждой эквипотенциальной линии записывают соответствующее ей значение потенциала в процентах.

Чувствительность измерительной установки должна быть установлена достаточно высокой, чтобы уверенно фиксировать незначительный уход от найденной точки поля. Чувствительность следует регулировать изменением коэффициента усиления осциллографа (амплитуду выходного сигнала звукового генератора устанавливают однажды и в процессе измерений не меняют). Уровень воды в ванне должен быть таким, чтобы измерительный зонд погружался в воду на 2-3 мм. Вид и схема установки показаны на фото1 и рис.4.

фото 1

рис. 4