2781

Электростатическое моделирование электростатического поля

Лабораторная работа

Физика

Цель работы: изучить свойства электростатического поля, изучить метод электростатического моделирования электростатического поля. Теория. Суммарный заряд электрически изолированной системы не может изменяться. Это закон сохранения электрического зар...

Русский

2012-10-19

48 KB

7 чел.

Цель работы: изучить свойства электростатического поля, изучить метод электростатического моделирования электростатического поля.

Теория. Суммарный заряд электрически изолированной системы не может изменяться. Это закон сохранения электрического заряда. Электрический заряд является неотъемлемым свойством некоторых элементарных частиц. Заряд всех элементарных частиц одинаков по абсолютной величине.

Поскольку всякий заряд q образует совокупность элементарных зарядов, он является целым кратным е (qN*e).

Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Закон Кулона выражается формулой:

E=F/qпр – эту векторную величину называют напряженностью электрического поля в данной точке. Напряженность электрического поля численно равна силе, действующей на единичный точечный заряд, находящийся в данной точке поля.

E=∑Ei – принцип суперпозиции позволяет вычислить напряженность поля любой системы зарядов. Электрическое поле можно описать с помощью линий напряженности Е, которую также будем называть силовыми линиями. Линии напряженности проводим таким образом, чтобы касательная к ним в каждой точке совпадала с направлением вектора Е.

Поток есть алгебраическая величина, причем знак его зависит от выбора направления нормали к площадке dS.

Определение Гаусса. Поток вектора напряженности электрического поля через замкнутую поверхность равен алгебраической сумме, заключенной внутри этой поверхности зарядов, деленной на ε0:

Потенциал (φ) – электростатического поля носит потенциальный характер и характеризуется особой величиной (Wp/q).

Воображаемая поверхность, все точки которой имеют одинаковый потенциал – эквипотенциальная поверхность.

Напряженность электрического поля равна градиенту потенциала, взятому с обратным знаком: E=-grad φ. Градиент некоторой скалярной величины φ(x, y, z) есть векторная величина со следующими свойствами. Направление градиента совпадает с направлением, в котором при смещении из данной точки функций φ возрастает с небольшой скоростью.


Ход работы. Измерить расстояние ∆l между соседними поверхностями, соответственными, например 10В и 8В от центра силовых линий. Определить напряженность поля в пяти точках, равноудаленных от обеих поверхностей соответственно. Числовые значения занести в таблицу. Вычислить потоки вектора напряженности N1 и N2 через площадки S1 и S2 размерам 1x1 см. Для наглядности площадку S1 помещают перпендикулярно силовым линиям, а площадку S2 под углом α. Поток вектора напряженности через каждую площадку вычисляется по формуле: N=E*S*cos α. Где Е – напряженность поля в центре площадки S, α – угол между нормалью к площадке и направлением вектора E. Значение N занести в таблицу.

Форма электродов

Номер точки

φ, В

l, м

Е, В/м

N, Вм

1

2

3

4

5

6

Шар-шар

1

2

0.056

35.71

0.003

2

0.049

40.8

0.0038

3

0.045

44.4

0.0042

4

0.046

43.48

0.004

5

0.055

36.36

0.003

Пластина-пластина

1

2

0.04

50

0.005

2

0.037

54

0.0051

3

0.035

57

0.0052

4

0.037

54

0.0051

5

0.04

50

0.005

Вывод: В результате проделанной работы мы изучили свойства электростатического поля и изучили метод электростатического моделирования поля. Изучили устройство пантографа.


N

l


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51342. Изучение способов адресации микроконтроллеров MSP430 204.87 KB
  Производительность микроконтроллера во многом определяется его центральным процессорным устройством (ЦПУ). Микроконтроллеры MSP430 имеют 16-битное ЦПУ, обладающего рядом возможностей, специально предназначенных для поддержки современных методов
51343. Работа с пикселями изображения 673 KB
  Цель работы: Написать программу, осуществляющую побитовое копирование из одного изображения в другое. Изображение открывается через диалог открытия файла с расширением .bmp. Копированию подлежит только одна из составляющих цвета (красная-зелёная-синяя).
51344. Фильтрация 459 KB
  Цель работы: Написать программу, осуществляющую фильтрацию изображения по заданной в программе маске (с возможностью редактирования пользователем). Изображение открывается через диалог открытия файла с расширением .bmp.
51345. Рисование в C++ Builder 74 KB
  Цель работы: Написать программу, рисующую изображение по заданному на занятии образцу. Задание для варианта – рисование дома.
51346. Анимация в C++ Builder 73.5 KB
  Цель работы: Написать программу, рисующую анимацию по заданному образцу. Общий вид программы следующий...
51347. Основы сжатия. 2D Дискретное косинусное преобразование 150.5 KB
  Цель работы: Написать программу осуществляющую прямое и обратное двумерное ДКП Дискретное Косинусное преобразование над выбранным изображением. Общий вид программы следующий: Здесь мы видим следующие элементы управления: Загрузить изображение загружает изображение и выводит в Imge Прямое 2DДКП преобразование Делает прямое преобразование и сохраняет в фаил Обратное 2DДКП преобразование Делает обратное преобразование из файла полученного ранее Код программы:...
51348. Разработка расширенного интерфейса программ: динамические объекты 52 KB
  Цель работы: Создать программу, которая, в соответствии с выбранным в объекте ComboBox числом, будет динамически(!) создавать соответствующее число объектов типа TEdit. По нажатию на кнопку "Подсчёт", ваша программа должна посчитать сумму введённых в формы TEdit чисел и вывести их на экран в любой форме (например, в новый TEdit).
51349. Расширенная работа с файлами 127 KB
  Цель работы: Написать программу, осуществляющую запись массива в файл и чтение из файла в массив с помощью потоков. Рабочие данные выбрать самостоятельно.