 |
|
Метод измерений и экспериментальная установка
При конструировании электронных ламп, конденсаторов, электронных линз и других приборов часто требуется знать распределение электрического поля в пространстве между электродами сложной формы. Аналитический расчет поля удается только при самых простых конфигурациях электродов и в общем случае невыполним.
Для исследования сложных электростатических полей используется метод электролитической ванны (метод зондов), в котором экспериментально определяется положение линий равного потенциала, что позволяет построить силовые линии поля и найти напряженность в различных его точках. В этом случае прямое изучение электростатического поля в вакууме заменяется изучением его точной, но более удобной моделью. Оказывается, что при некоторых условиях распределение потенциалов в среде, по которой течет ток между установленными в ней электродами, может быть сделано тождественным с распределением потенциалов между теми же электродами, когда между ними имеется электростатическое поле в вакууме или в однородном диэлектрике.
Это связано с тем, что в однородном проводнике при прохождении по нему постоянного тока нет объемных зарядов.
Установка состоит из плексигласовой ванны 
(рис.6) с горизонтальным плоским дном и двумя металлическими электродами 
и 
, между которыми исследуется поле.
На электроды подается постоянный ток. Ванна заполняется водопроводной водой.
Для изучения распределения потенциалов используется зонд 
. Он изготовлен в виде металлического щупа с острием и соединен через вертикальные пластины осциллографа 
с движком потенциометра
. Если зонд установить в некоторую точку в ванне, чтобы разность потенциалов 
между электродом и этой точкой была такой же, как и между точками 
и 
, то напряжение 
на вертикальных пластинах развертки осциллографа будет равно нулю. При этом на экране осциллографа будет видна тонкая горизонтальная линия.
Для нахождения эквипотенциальной поверхности надо отметить ряд положений зонда, соответствующих одному и тому же показанию вольтметра
и нулевому напряжению на вертикальных пластинах осциллографа (тонкой горизонтальной линии на экране).