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

14516. Исследование разомкнутой линейной системы (краткие теоретические сведения) 326.5 KB
  Исследование САУ с помощью среды Matlab К. Поляков 2004-2005 Лабораторная работа № 1 Исследование разомкнутой линейной системы краткие теоретические сведения Модели линейных си...
14517. Проектирование регулятора для линейной системы 273 KB
  Лабораторная работа № 2 Проектирование регулятора для линейной системы Цели работы освоение методов проектирования регулятора для одномерной линейной непрерывной системы с помощью среды Matlab Задачи работы научиться строить модели соединений линей
14518. Проектирование регулятора для линейной системы (краткие теоретические сведения) 228.5 KB
  Лабораторная работа № 2 Проектирование регулятора для линейной системы краткие теоретические сведения Модели соединений систем Для построения моделей соединений систем в Matlab используются знаки арифметических действий. Эти операции перегружены то есть переопр...
14519. ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ 1.7 MB
  С.В. Павленко ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМ АВТОМАТИКИ Методические указания для студентов специальности 140604 – Электропривод и автоматика промышленных установок очной очно-заочной и заочной форм обучения. Халапян С.Ю. СТИ МИСиС Содержание...
14520. Расчёт электропривода грузоподъёмного механизма 1.85 MB
  Курсовая работа на тему: Расчёт электропривода грузоподъёмного механизма Содержание: Исходные данные для расчётов Построение упрощённой нагрузочной диаграммы механизма и предварительный выбор мощности двигателя Построение упрощённой нагр
14521. БАНКОВСКОЕ ДЕЛО. Программа и учебно-методические материалы 60.38 KB
  БАНКОВСКОЕ ДЕЛО Программа и учебнометодические материалы Программа и учебнометодические материалы по дисциплине Банковское дело содержат рабочую программу и тематический план курса тематику практических занятий перечень вопросов к зачету задания к контрол
14522. ИТ в электроэнергетике 1.91 MB
  ИТ в электроэнергетике Работа электроэнергетической системы в целом характеризуется прежде всего единством процессов выработки преобразования распределения и потребления электроэнергии. Это единство обусловлено высокой скоростью передачи и распределения элек
14523. Налоги и налоговая оптимизация 468 KB
  ТЕМА №1: Налоги в экономической системе общества 1. Сущность налогов и функции. Налоги являются важнейшей частью финансовобюджетной системы государства. Они возникают вместе с товарным производством делением общества на классы и появлением государства. К первон
14524. Исследование симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазного трансформатора 567.06 KB
  Лабораторная работа По дисциплине Электроснабжение На тему Исследование симметричных и несимметричных режимов работы трёхфазного трансформатора Цель работы: Исследовать характеристики работы единичного трёхфазного трансформатора по мгновенным значениям т