Здавалка
Главная | Обратная связь

Описание лабораторной установки



Схема установки для исследования потенциальной картины электрического поля приведена на рис.3.4.

Рис. 3.4

В ванну, заполненную водой, помещают металлические электроды (1, 2), электрическое поле которых исследуется. На электроды 1, 2 подается напряжение 16В, которое снимается с понижающего трансформатора. В измерительную часть установки входят: зонд 3, потенциометр 4, осциллограф 5, используемый в качестве нуль-индикатора. Для измерения разности потенциалов используется вольтметр. Сопротивления потенциометра R1 и R2 вместе с сопротивлениями воды между зондом 3 и электродами 1 и 2 (см. рис.3.4) образуют мостик Уитстона, в диагональ которого включен осциллограф 5.

 

Выполнение работы

Установить зонд 3 возле электрода 2 (х=0). При выключенной развертке на экране осциллографа будет видна светящаяся точка, что означает равенство нулю потенциала j для данного положения зонда.

Затем, меняя положение зонда между пластинами (через х=0,5 см), вращением ручки на потенциометре 4, добиваться того, чтобы значение вертикального отклонения луча на экране осциллографа стягивалось в точку. Для каждого положения зонда (х) записать значение потенциала jэкс с вольтметра V и координату х для этого потенциала.

Результаты найденных значений jэкс и х занести в таблицу.

Используя соотношение для потенциалов однородного поля

(3.18)

рассчитать потенциал jтеор для всех значений x. Здесь j1-j2=16B, a r ‑ расстояние между пластинами плоского конденсатора.

Результаты этих расчетов занести в таблицу.

Построить в одной системе координат две зависимости j(х), полученную экспериментально и найденную теоретически (3.18).

Затем установить в ванне с водой цилиндрические электроды. В данном случае внутренний электрод желательно подсоединить к правой клемме источника.

Провести аналогичные измерения и построения, как и в случае и плоскими электродами. В этом случае для теоретического расчета потенциала jтеор использовать соотношение

(3.19)

где х - расстояние от внутреннего электрода до измеряемой точки, R1 -радиус меньшего электрода (R1=2,5 см), k-постоянная для заданной разности потенциалов j1-j2=16В между цилиндрическими электродами.

Постоянную k находят из условия, что если

то k=14,57B (3.20)

где R2 радиус большего цилиндрического электрода ( R2 =7,5 см).

 

Контрольные вопросы

1. Схема установки и порядок выполнения работы.

2. Дайте определение пробного и точечного зарядов. Сформулируйте закон Кулона. Объясните физический смысл диэлектрической проницаемости среды.

3. Дайте определение напряженности и потенциала электрического поля. В чем состоит принцип суперпозиции электрических полей. Дайте определение линиям напряженности электрического поля и эквипотенциальным поверхностям. Какой вид имеют эквипотенциальные поверхности в случае плоских и цилиндрических электродов?

4. Получите связь между потенциалом и напряженностью электрического поля. Докажите потенциальность электростатического поля.

5. Сформулируйте теорему Гаусса для . Выведите формулу (3.15).

6. Чему равен потенциал точечного заряда (докажите)? Выведите формулу (3.17).

7. Используя теорему Гаусса, определите знаки напряженности электрического поля Е между цилиндрическими электродами.

8. Как будет зависеть потенциал от расстояния между электродами цилиндрического конденсатора.







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.