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

46352. Проектирование системы водоснабжения и водоотведения жилого здания квартирного типа 242 KB
  Подключение к сети городского водопровода выполнено в водопроводном колодце В11 с установкой запорной арматуры задвижек. Отвод сточных вод от здания осуществляется самотеком в дворовую сеть канализации и затем в приемный колодец городской канализационной сети КК6. Диаметр трубы наружной сети водопровода 150 мм уличной сети канализации 300 мм. Водоснабжение здания запроектировано от существующей городской водопроводной сети.
46353. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СВАРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ 71.92 KB
  Проектирование сварных конструкций: Рабочая программа задание на контрольную работу методические указания к выполнению контрольной работы задание на курсовой проект методические указания к выполнению курсового проекта. Дисциплина охватывает основные разделы расчёта и проектирования сварных конструкций. Рассматриваются общие сведения методика расчета сварных соединений и основных элементов сварных конструкций примеры сварных конструкций и сооружений.
46354. Разработка технологического процесса детали «Кольцо» 546.7 KB
  Анализ чертежа детали. Анализ свойств материала детали. Разработка технологического процесса изготовления заготовки детали. Анализ чертежа детали.
46355. Племенной питомник американских питбультерьеров «Пит Прайт» 1.97 MB
  Большинство кинологов считает единственным предком собаки волка мнение Чарлза Дарвина а все современные породы результатом искусственного отбора. Бытует и третья точка зрения согласно которой предок домашней собаки некая самостоятельная ныне исчезнувшая дикая прасобака родственница волков и шакалов. Ларкин Питер 2000 Собаки всегда играли огромную роль в жизни человека. Пенсионерам и одиноким людям собаки скрашивают одиночество.
46356. ОСНВАНИЯ И ФУНДАМЕНТЫ 885.28 KB
  При выборе варианта учитывается: Стоимость Долговечность Срок возведения конструкции фундамента Возможность производства работ в зимнее время Сохранение естественной структуры грунта КОНСТРУКЦИИ ФУНДАМЕНТОВ Основные типы фундаментов на естественном основании Рис1.верхняя плоскость фундамента. нижняя плоскость фундамента. hф высота фундамента.
46357. КОНСПЕКТ ЛЕКЦИЙ ПО КУРСУ «КОТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ» 1.85 MB
  Соответственно большой роли энергетики в промышленном производстве современные промышленные предприятия имеют сложные и многообразные энергетические системы состоящие из комплексов установок и устройств предназначенных для сжигания топлива и производства транспорта распределения и потребления электроэнергии теплоты сжатого воздуха газа кислорода. Широкое применение пара для производства электроэнергии в технологических процессах и в быту определяет использование в котлах более 25 вcегo добываемого топлива.2 ...
46359. Опытно-экспериментальная работа по развитию интереса дошкольников к математике на основе использования игровых занимательных задач 276 KB
  Задачи математического развития детей дошкольного возраста Ерофеева и другие которые разработали методику формирования математических представлений детей дошкольников. В математике заложены огромные возможности для развития мышления детей в процессе обучения с самого раннего возраста.
46360. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ С БАЗАМИ ЗНАНИЙ 553 KB
  Менеджмент организаций специализации Информационные системы в менеджменте Моделирование знаний в информационных системах Интеллектуальные расчетнологические и экспертные системы Математические концептуальные методологии проектирования систем Базовые модели математической теории...