Опис установки

Установка містить плоский круглий стальний лист (рисунок 1.2), поверхня якого, як границя провідного середовища, являє собою сукупність ліній струму. По колу листа розміщені два циліндричні затискачі (електроди) для підведення електричного струму.

Живлення установки здійснюється від низьковольтного джерела постійної напруги. Необхідний струм встановлють за допомогою регулювального автотрансформатора (ЛАТРа). Для нанесення еквіпотенціаль­них ліній на лист використовують електронний мілівольтметр mV і щуп.

Рисунок 1.2 – Схема установки для дослідження електричного поля двопровідної лінії

_{Послідовність виконання роботи}

1 Скласти електричне коло за схемою, наведеною на рисунку 1.2.

2 Експериментально нанести картину еквіпотенці-альних ліній на лист. Для побудови еквіпотенціальної лінії ведуть вістря щупа по поверхні листа так, щоб показ електронного мілівольтметра залишався незмінним. Лінію рівного потенціалу наносять на поверхні листа олівцем, який ведуть вслід за вістрям щупа мілівольтметра.

Спочатку проводять середню еквіпотенціальну лінію, яку суміщають з діаметральною лінією АВ, щоб картина еквіпотенціальних ліній була симетричною відносно неї. Решту ліній наносять так, щоб різниця потенціалів між сусідніми лініями була однаковою. Крайню еквіпотенціальну лінію проводять на невеликій відстані від електрода.

При виконанні роботи необхідно слідкувати за тим, щоб струм залишався незмінним, оскільки зміна струму призводить до спотворення кар­тини поля. Значення струму контролюють за допомогою амперметра А.

3 Одержану на моделі картину еквіпотенціальних ліній переносять у відповідному масштабі на лист паперу.

Опрацювання результатів дослідів

1 На рисунок з зображенням одержаних експериментально екві­потенціальних ліній нанести еквіпотенціальні лінії, розраховані теоретично з використанням формул (1.2) і (1.3).

Для середньої еквіпотенціальної лінії k₁ = 1. Для крайньої лінії число k_n визначають з умови, щоб вона пройшла через точку М перетину одержаної експериментально крайньої лінії з відрізком О₁О₂, що сполучає центри затискачів (рисунок 1.1): . Число k для інших ліній слід вибирати так, щоб загальна кількість розрахованих теоретично ліній була рівною кількості n одержаних експериментально ліній і щоб прирости потенціалів між будь-якими сусідніми теоретичними лініями були однаковими. Для цього число k при збільшенні порядкового номеру і лінії повинно змінюватись в геометричній прогресії, тобто , де знаменник прогресії . Результати розрахунків знести в таблицю 1.2.

_{Таблиця 1.2 – Результати розрахунків координат центрів і радіусів еквіпотенціальних ліній}

n =……, k_n =. . . . _, q =. . . . .

i	1	2	3	…	n
ki	1
xi, мм	
ri, мм	

2 На цей же рисунок нанести лінії струму (напруженості електричного поля), що являють собою кола, які проходять через центри затискачів. Їх необхідно будувати так, щоб лист був роз­ділений на ціле число m трубок струму (рівного потоку). Для цього про­водимо з центра одного затискача прямі до кінців діаметра АВ. Кут між цими прямими ділимо на m рівних частин . Із центра цього затискача проводимо промені під кутом один до друго­го, точки перетину яких з діаметром АВ лежать на шуканих лініях струму.

Кількість трубок струму m рекомендується вибрати так, щоб середня довжина i середня ширина комірки сітки поля були по можливості рівними одна одній.

3 Порівняти картину ліній рівного електричного потенці­алу, одержану експериментально, з побудованою теоретично.

4 Зробити висновки по роботі.