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

30627. Тема противостояния героя и толпы в ранней поэзии В.В. Маяковского 13.38 KB
  Люди исчезли и потому герой готов целовать умную морду трамвая чтобы забыть окружающих:Ненужных как насморки трезвых как нарзан.Лирический герой Маяковского одинок в этом мире. За своим амплуа хулигана герой скрывает тонкую ищущую любви душу защищая ее от тех кто грубее жестче сильнее. Это стихотворение вдохновенная мечта о красоте мира:ПослушайтеВедь если звезды зажигают значит это комунибудь нужноГерой тоскует видя беззвездное небо.
30628. Смысл названия драмы «Гроза» 18.37 KB
  С одной стороны гроза непосредственный участник действия пьесы с другой стороны символ идеи этого произведения. Гроза играет важную роль в композиции драмы. Почти сразу после этого надвигается гроза...
30629. Стихотворение Г.Р. Державина «Река времен в своем стремленье…». Восприятие, истолкование, оценка. Выразительное чтение наизусть 17.09 KB
  А если что и остаётся Чрез звуки лиры и трубы То вечности жерлом пожрётся И общей не уйдёт судьбы. Автор размышляет о вечности о том что абсолютно все человеческие дела и стремленья рано или поздно будут забыты. Экспрессия стихотворения создается концентрацией метафор река времён пропасть забвенья жерло вечности и фонетической организацией повтор [р] определяет напряженную тональность восьмистишия; последовательность ударных гласных в третьей и предпоследней строках о о э э о о. В стихотворении 2 образа: образы времени и вечности.
30630. «Диалектика души» героев романа Л.Н. Толстого «Война и мир» (на примере одного из персонажей по выбору экзаменуемого) 13.54 KB
  Толстой известен не только как гениальный писатель но и как удивительно глубокий и тонкий психолог. Лев Толстой делает акцент на искренности детской доверчивости доброте и чистоте помыслов своего героя. Толстой замечает: повиновение даже не представлялось ему добродетелью а счастьем. Толстой подчеркивает оптический самообман героя отчужденного от повседневной жизни: в обыденном он не способен рассмотреть великое и бесконечное видит только одно ограниченное мелкое житейское бессмысленное.
30631. Диалог времен и культур в стихотворении О.Э. Мандельштама «За гремучую доблесть грядущих веков…» 14.23 KB
  В своем творчестве поэт опирается на богатые традиции мировой культуры включая в свои произведения идеи и образы художников разных эпох и разных народов события многовековой давности и нетленного искусства. Поэт пишет в первом четверостишии:За гремучую доблесть грядущих вековЗа высокое племя людейЯ лишился и чаши на пире отцовИ веселья и чести своей. Жестокость этого выбора поэт выражает в эпитете векволкодав:Мне на плечи кидается векволкодавНо не волк я по крови своей. Поэтому лирический герой решает уйти от этого общества.
30632. Духовный облик любимых героев Л.Н. Толстого в романе «Война и мир» 14.35 KB
  В романе Война и мир Толстой очень четко разделяет героев на любимых нелюбимых и тех к кому он достаточно равнодушен.Толстой использует весь арсенал художественных средств и приемов позволяющих воссоздать сложную картину внутреннего мира героев диалектику души. Изображая главных героев писатель создает как бы ряд моментальных рентгеновских снимков их души.
30633. Евангельские мотивы в романе М. А. Булгакова «Мастер и Маргарита» 15.42 KB
  Евангельские истории художественно преображены Булгаковым в главах представляющих собою роман в романе произведение мастера о Понтии Пилате и Иешуа ГаНоцри. Многие из них измененные имена Нового и Ветхого Завета: Иешуа Понтий Пилат Иуда Марк Аврелий Кот Бегемот имеет параллель своего имени в Библии Азазелло падший ангел в Ветхом завете.Свобода и несвобода в философском аспекте поставлена в спорах Иешуа и ГаНоцри с могущественным римским прокуратором Понтием Пилатом в душе которого происходит борьба человеческого и...
30634. Какова роль евангельского сюжета о воскрешении Лазаря в понимании идеи романа Ф.М. Достоевского «Преступление и наказание» 12.72 KB
  В центре Преступления и наказания помещен эпизод чтения XI главы Евангелия от Иоанна о воскрешении Лазаря.Образ воскресения Раскольникова действительно связан с евангельским повествованием о воскрешении Лазаря Христом которое читает Раскольникову Соня. Сама же Соня при чтении мысленно сравнивает его с иудеями присутствовавшими при совершении неслыханного чуда воскрешения уже смердящего Лазаря и уверовавшими во Христа.
30635. Женские образы и судьбы в русской классической литературе 16.26 KB
  Только в русской литературе обращается так много внимания на изображение внутреннего мира и сложных переживаний женской души. Ее любовь к русскому народу к патриархальной старине к русской природе проходит через все произведение. Все эти черты воспитала в ней связь с русским народом и русской природой создавшими поистине русскую женщину человека большой душевной красоты.