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

37331. Аналитическое и табличное представление булевой функции 315.5 KB
  Аналитическое и табличное представление булевой функции. Представление функции в ДНСФ. Минимизация функции по формулам склеивания. Минимизация функции методом Карно.
37332. КОНЦЕПЦИЯ МУЗЫКАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ШКОЛЬНИКОВ 452 KB
  Как известно музыкальная культура школьника это интегративное свойство личности главнейшими показателями которого являются: музыкальная развитость любовь к музыкальному искусству эмоциональное к нему отношение потребность в различных образцах музыки музыкальная наблюдательность в значении которое придавал этому понятию Б. В процессе школьных музыкальных занятий учащиеся знакомятся с музыкальными произ ведениями анализируют общий характер настроение музыки значение различных элементов музыкальной речи в их...
37334. Расчёт потребного количества оборудования 263.95 KB
  Степень занятости оборудования обработкой данной детали характеризуется коэффициентом занятости, на величину которого следует корректировать все расчеты для обеспечения их сопоставимости в базовом и проектируемом вариантах.
37335. ВВЕДЕНИЕ В ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ 6.59 MB
  Эти изменения стали возможными благодаря двум основным факторам: выделению в алгоритме программы некоторой универсальной части логического вывода и отделению ее от части зависящей от предметной области базы знанийрис. При этом производится преимущественно символьная обработка содержимого базы знаний. Экспертная система это компьютерная программа которая моделирует рассуждения человекаэксперта в некоторой определенной области и использует для этого базу знаний содержащую факты и правила об этой области и некоторую процедуру...
37336. Проблемы экономической безопасности России в условиях перехода к рынку 99 KB
  Общее понятие экономической безопасности и характеристики основных ее показателей. Экономика России с точки зрения экономической безопасности. Пути обеспечения экономической безопасности России.
37337. ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА 1.61 MB
  Частота колебаний напряжения Герц f [Hg] f [ Гц ] 9.Примеры выделения из третьей строки рабочего стола источника постоянного напряжения 12 V и элемента обозначающего соединение с корпусом. показан процесс выделения двух важнейших элементов любой электрической схемы: источника постоянного напряжения – 12V и знака заземления которые необходимы для построения делителя напряжения на резисторах. показан дальнейший процесс построения схемы...
37338. ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА, ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА 831.5 KB
  В РЕЗУЛЬТАТЕ ИЗУЧЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ СТУДЕНТ ДОЛЖЕН: ЗНАТЬ: теорию электромагнитных полей и электрических цепей; назначение и принцип действия трансформаторов; принципы построения автогенераторов и усилителей на транзисторах; принципы построения выпрямителей на полупроводниковых диодах; принципы построения электроприводов управляемых микроконтроллерами; принципы работы средства измерения электрических и неэлектрических параметров технологических процессов; назначение и особенности построения интегральных...