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

42354. Оценка и планирование доходов предприятия 114 KB
  Основную часть прибыли предприятия получают от реализации продукции и услуг. В процессе анализа изучаются динамика, выполнение плана прибыли от реализации продукции и определяются факторы изменения ее суммы.
42356. Освоение методики работы с инструментальным пакетом fuzzy для проектирования регуляторов 84 KB
  В результате применения Fuzzy-регулятора в системе, получены графики переходных процессов, которые свидетельствуют об удовлетворительном качестве регулирования (малое перерегулирование, соблюдение ограничений системы).
42357. Опрацювання результатів вимірювання при виконанні лабораторних робіт фізичного практикума з використанням математичної системи MCAD 1.22 MB
  Метою математичної обробки результатів прямих вимірювань є обчислення найбільш достовірного значення вімірюваної величини та оцінка її точності. Така обробка основана на методах теорії ймовірності та математичної статистики яка передбачає випадковий характер зміни величини що аналізується. Основними характеристиками випадкової величини є математичне сподівання середнє значення випадкової величини усереднення якої здійснюється для великої кількості вимірювань та дисперсія кількісна міра флуктуацій випадкових величин що...
42358. ЭЛЕКТРОННЫЕ И КВАНТОВЫЕ ПРИБОРЫ СВЧ 190 KB
  Управление и контроль за ходом выполнения работы осуществляется с помощью выводимых на экран дисплея базового меню и меню отдельных этапов работы. Организация начального этапа выполнения работы Исполнимый модуль запускается средствами предусмотренными данной операционной системой после чего на экране дисплея появляется базовое меню. Выполнение работы начинается с набора и ввода номера соответствующего пункта базового меню которым на начальном этапе является номер 2 номер 1 используется для завершения работы в целом или ее...
42359. Technologies of the aircraft systems refilling by the special gases 2.54 MB
  Brief theoreticl dt The onbord ircrft systems re refilled by the following specil gses: medicl oxygen for brething of crew nd pssengers in the cse of cockpit depressuriztion; nitrogen is refilled in chmbers of shock bsorbers of lnding ger gseous chmbers of hydrulic ccumultor tnks superchrging system for the hydrulic system nd fuel system; compressed ir for refilling in chmbers of shock bsorbers of lnding ger nd wheels tires. Refilling of the onbord ircrft systems by medicl oxygen is the most difficult nd dngerous technologicl...
42360. Technologies of the aircraft systems refilling by the special liquids 4.27 MB
  Technologies of the ircrft systems refilling by the specil liquids The purpose of work is to study the technologicl equipment nd fetures of its ppliction technology for refilling of the ircrft onbord systems by the specil liquids Brief theoreticl dt 1. Servicer by the specil liquids ZSG66 is intended for refilling of the ircrft onbord systems by synthetic nd minerl oils oil mixtures strting fuel gsoline hydrulic mixtures. Servicer by the specil liquids cn crry out the following procedures: refilling of own tnks by the own pump; ...
42361. Air start up of aviation engines 487.5 KB
  ir strt up of vition engines The purpose of work is fmiliriztion with equipment intended for ir wy jet engines strt up. Brief theoreticl dt To perform n ir gs turbine engine strt up without uxiliry power unit PU running specil selfpropelled or towed ir Strt Units SU re pplied. They deliver compressed continuous ir strem to the ircrft onbord strter inlet for driving the ir strting turbine wheel locted on ech jet engine tht rottes the high pressure engine stge shft ccomplishing the gs turbine engine strt up procedure. Intention generl...
42362. Electric power start up of aviation engines 689 KB
  Electric power strt up of vition engines The purpose of work is fmiliriztion with the equipment intended for ircrft onbord power circuit supply for engine strt up nd power delivery of onbord consumers. Brief theoreticl dt To supply the prticulr electric power proper to the ircrft onbord power circuit when the min engines nd uxiliry power unit re not running specil selfpropelled or towed Ground Power Units re pplied for tht purposes. It lso llows performing n electricl power strt up of min ircrft jet engines by spinning the high...