50256

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ

Лабораторная работа

Физика

На этом основан метод исследования электростатических полей получивший название метода электролитической ванны. На дно ванны нанесена масштабнокоординатная сетка. На координатной сетке ванны отобразить положение электродов 2 и 3.

Русский

2014-01-19

108.5 KB

13 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №301

ИЗУЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

МЕТОДОМ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОЙ ВАННЫ

  1.  Цель работы: изучение электростатического поля и его характеристик.
  2.  Теоретические основы.

Электростатические поля можно исследовать экспериментально методом моделирования. Электростатическое поле системы заряженных тел моделируется полем в однородной проводящей среде – электролите, заполняющем пространство между металлическими электродами, помещенными в ванну. Если между электродами данной конфигурации, помещенными в электролитическую ванну, поддерживать постоянную разность потенциалов, то в электролите установится постоянный ток. Силовые линии поля совпадают с линиями тока, что следует из закона Ома в дифференциальной форме

.

Электрическое поле в этом случае, в силу однородности электролита, будет по форме такой же, как электрическое поле между электродами до их погружения в электролит. На этом основан метод исследования электростатических полей, получивший название метода электролитической ванны.

  1.  Экспериментальная часть.
    1.  Краткое описание экспериментальной установки и оборудования.

Принципиальная схема установки показана на рис. 1.

Рис. 1. Принципиальная схема установки.

1 – электролитическая ванна с нанесенной координатной сеткой; 2 и 3 – металлические электроды; 4 – вольтметр; 5 – измерительный зонд; 6 – блок питания.

Подвижный измерительный зонд 5, подключенный к вольтметру 4 с большим входным сопротивлением, должен иметь малые размеры, чтобы не искажать геометрию электростатического поля.

На дно ванны нанесена масштабно-координатная сетка.

 3.2. Методика проведения эксперимента.

 Экспериментальное построение  эквипотенциальных поверхностей (линий) и силовых линий электростатического поля.

  1.  Поместить в ванну металлические электроды, расположив их симметрично относительно оси, параллельной оси Х и проходящей через центры электродов.
  2.  На координатной сетке ванны, отобразить положение электродов 2 и 3.
  3.  Включить блок питания и установить напряжение U между электродами 2 и 3.
  4.  Поместить зонд 5 вблизи электрода 2 и найти точки линии, для которой показания вольтметра были бы одинаковы. Найденные координаты точек этой линии нанести на план ванны.
  5.  Сместить положение зонда на линию, потенциал которой на  отличается от предыдущего. При этом  выбираем так, чтобы на расстоянии между электродами оказалось не менее 5-7 линий с одинаковым приращением  от линии к линии.
  6.  Координаты этих линий перенести на план ванны. Около каждой линии отметить величину потенциала.
  7.  Построить на плане ванны силовые линии напряженности электростатического поля, учитывая ортогональность расположения их относительно эквипотенциальных линий.


3.3. Обработка результатов эксперимента
.

1. Построить график зависимости φ от х для центральной силовой линии, параллельной оси X. Для этого необходимо воспользоваться результатами построения эквипотенциальных линий на плане ванны.

2. Построить под графиком  график напряженности  так, чтобы ось OX для этих графиков была общей.

Расчет величины Е проводится по формуле , связывающей потенциал и напряженность электростатического поля. Значение  в интервале , на котором потенциал изменяется на величину , относится к сердцевине каждого интервала .

Координатная сетка дна электролитической ванны

28

26

24

22

20

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

Графики


Y

X

1

V

БП

3

4

2

, В

Е, В/м

x, м


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36337. Назначение и правила выполнения структурной схемы комплекса технических средств автоматизации 54.21 KB
  Назначение и правила выполнения структурной схемы комплекса технических средств автоматизации. В самом общем виде структурная схема системы автоматизации представлена на рисунке 9. Система автоматизации состоит из объекта автоматизации и системы управления этим объектом. Благодаря определенному взаимодействию между объектом автоматизации и системой управления система автоматизации в целом обеспечивает требуемый результат функционирования объекта характеризующийся параметрами х1 х2хn Работа комплексного объекта автоматизации...
36338. Поясните понятие устойчивости линейной САУ. Дайте классификацию методов определения устойчивости и поясните их 41.01 KB
  Дайте классификацию методов определения устойчивости и поясните их. Устойчивость СУ по начм условиям по Ляпунову это свво системы без которого она не работоспособна. устойчива то затухают все составляющее свободных движений вызванных любыми ненулми начми условиями.
36340. Функциональная схема САР развернутым способом с изображением технологического оборудования. 37.53 KB
  Развернутый способ как правило применяют для наиболее сложных объектов автоматизации. Упрощенный способ применяют в основном для несложных объектов автоматизации. Изображение приборов и средств автоматизации при этом способе производят непосредственно на изображении технологического оборудования и трубопроводах. Приборы и средства автоматизации осуществляющие сложные функции контроль регулирование сигнализацию и т.
36341. Приведите классификацию, формулировки критериев устойчивости и поясните их 46.57 KB
  Для более сложных случаев разработаны критерии устойчивости т. Алгебраические позволяют судить об устойчивости по коэффициентам Ар. Критерий Гурвица: Для асимптотической устойчивости необходимо чтобы все миноры данной матрицы были положительными.
36342. SCADA-система iFIX 71.9 KB
  Такие системы обеспечивают получение данных в реальном времени как персоналом предприятия так и прикладным программным обеспечением установленным на предприятии. Представление данных в реальном времени является ключевым для более эффективного использования ресурсов и персонала и для большей степени автоматизации . Для сбора данных системе iFIX не требуется уникальное оборудование. Основой программного обеспечения iFIX является база данных процесса.
36344. Как определяется шаг интегрирования по времени при моделировании САУ с помощью ПК 22.59 KB
  Как определяется шаг интегрирования по времени при моделировании САУ с помощью ПК. Применительно к простому интегратору он может быть представлен таким образом: В конечных приращениях то же самое можно записать в виде: где T – постоянная интегрирования звена; Xn Yn – соответственно вход и выход звена на nм шаге расчета; t – величина интервала времени в течение которого входное воздействие считается постоянным. Суммирование интегрирование выходного параметра производится через интервалы времени t=S в связи с чем этот интервал получил...
36345. Классификация САПР по уровню и комплексной автоматизации проектирования 32.83 KB
  Классификация САПР по уровню и комплексной автоматизации проектирования. Сложность объекта проектирования. Уровень и комплексность автоматизации проектирования. Первые три признака отражают особенности объекта проектирования.