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

11 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

71668. Культурология 2.18 MB
  Данный учебник содержит изложение основного теоретического и историко-культурного материала по дисциплине «Культурология» в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования. Структурно он разделен на два раздела: теория культуры и история культуры.
71669. СХЕМОТЕХНИКА: ЛАБОРАТОРНЫЙ ПРАКТИКУМ 458 KB
  Приведены лабораторные работы по курсу «Схемотехника» с использованием программы Electronics Workbench. Изложен краткий теоретический материал разработки моделей в программе. Рассмотрены методические примеры и представлены задания на самостоятельную работу.
71670. Общая энергетика: Учебное пособие 3.18 MB
  В учебном пособии излагаются общие вопросы энергетических систем теоретические основы преобразования различных видов энергии тепловой ядерной гидравлической солнечной ветровой геотермальной и т. Рассматриваются технологические процессы и различные схемы преобразования...
71671. ПОСОБИЕ ПО ПРАКТИЧЕСКОЙ ФОНЕТИКЕ 403 KB
  Артикуляция (Articulation) – уклад органов речи при произнесении того или иного звука. Палатализация (Palatalization) – смягчение согласного под влиянием следующего за ним гласного переднего ряда. Палатализация создаётся поднятием средней части языка во время произнесения...
71674. ОСНОВЫ ИЗМЕРЕНИЙ 836 KB
  Материал изложен с учетом требований программ дисциплин по которым осуществляется подготовка инженеров-метрологов в Белорусском государственном университете информатики и радиоэлектроники и охватывает ряд вопросов касающихся основ измерений.
71675. Метрология и измерения: Учебно-методическое пособие 3.97 MB
  Учебно-методическое пособие Метрология и измерения предназначено для индивидуальной работы студентов изучающих курсы измерений. Обработка результатов измерений с однократными наблюдениями Обработка результатов многократных наблюдений при прямых измерениях.