2. Виртуальные исследования

Исследования полей проводятся на лабораторной установке, показанной ниже.

Здесь:

- расстояние между заряженными пластинами,

-ширина пластин,

- высота центра цилиндрического тела,

, , - радиусы тела.

2.1. Моделирование исследовательской установки

2.1.1. Получить у преподавателя вариант модели.

2.1.2. Включить ЭВМ и создать папку со своим именем. Запустить предложенную преподавателем программу. Смоделировать на планшете программы исследуемую установку. Радиус тела установить минимальным. Задать материал среды, материал тела-диэлектрика, потенциал верхней границы , нулевой потенциал нижней границы проводника. Указанные операции выполнять в соответствии с методикой, изложенной в руководстве по работе с программой.

Примечание. Цену деления выбрать стандартной примерно равной одной пятидесятой от максимального габаритного размера модели. Шаг триангуляции сеточной модели можно выбрать самостоятельно (2…5) цены деления либо доверить компьютеру.

2.1.3. Сохранить модель в своей папке.

2.2. Исследование электростатического поля с телом - диэлектриком

2.2.1. Запустить подпрограмму формирования конечных элементов, активизировав кнопку Элементы (жёлтая решётка). Записать количество выбранных программой элементов триангуляции.

2.2.2. Запустить подпрограмму расчёта, активизировав кнопку Запуск (шестерёнка с рукоятью).

2.2.3. Запустить подпрограмму вывода данных, активизировав кнопку Просмотр (очки). Оценить полученный рисунок.

2.2.4. Активизируя кнопки вывода данных (серая или цветная решётки) вывести на планшете график эквипотенциальных линий (Серая решётка – 19…49 линий. Цветная решётка - все флажки снять).

Через редактор скопировать (как метафайл) графики в свою папку (желательно в текстовом редакторе Ворд, где можно сделать и необходимый комментарий).

2.2.5. Повторить исследования при иных радиусах тела.

2.2.6. Повторить исследование при максимальном радиусе и заданном потенциале тела .

2.3. Исследование электростатического поля с телом - проводником

2.3.1. Заменить материал тела на проводник.

2.3.2. Провести исследования электростатического поля при различных радиусах проводника.

2.3.3. Повторить исследование при минимальном радиусе и заданном потенциале тела .

3. Обработка данных

3.1. На полученных согласно п.2 графиках построить трубки электрического потока.

3.2. Дать анализ полученных графиков. Объяснить влияние радиуса тел, материала тел, соотношения диэлектрических постоянных среды и тела, наличие потенциала тела на результирующее поле модели.

Вопросы для самопроверки

1. Как графически изображается электростатическое поле?

2. Усиливается или ослабляется электростатическое поле в теле с большей диэлектрической проницаемостью, чем окружающая среда?

3. Усиливается или ослабляется электростатическое поле в теле с меньшей диэлектрической проницаемостью, чем окружающая среда?

4. Как изменяется поле вне тела, если последнее имеет заданных электрический потенциал.