7009

Исследование электрического поля между двумя электродами в полупроводящей среде

Лабораторная работа

Энергетика

Цель: Исследовать влияние формы электродов на картину поля, при изменении характеристик среды. Расчет электрических полей с помощью ЭВМ Для расчета электрических полей используем программу ElectField. В данной программе можно использовать электроды...

Русский

2013-01-12

962.5 KB

15 чел.

Цель: Исследовать влияние формы электродов на картину поля, при изменении характеристик среды.

Расчет электрических полей с помощью ЭВМ

Для расчета электрических полей используем программу ElectField. В данной программе можно использовать электроды следующих форм – игла, плоскость, наклонная плоскость или принять произвольную форму электродов. Также можно получить картину электрического поля для различных значений диэлектрической напряженности. Таким образом в ходе данной лабораторной работы мы изменяем форму электродов и относительную диэлектрическую проницаемость среды. Результаты заносим в таблицу 1.

Таблица 1 – Результаты измерений

Форма электродов

плоскость - игла

-97,271

8,169

53,797

-253,457

21,3

129,6

-461,2

48,56

265,8

плоскость - плоскость

-44,37

-24,27

37,27

-121,95

-60,3

77,82

-234,4

-98,38

162,5

наклонная плоскость - плоскость

-83,14

-8,095

25,277

-187,7

-23,83

61,41

-428,7

-44,1

111,7

произвольная форма

-758,83

-281,25

375,5

-1889,14

-712,1

930,8

-3774

-864,1

1904,8

Заданные координаты:  А (49,13); В (11,30.75); С (58,64.5)

Плоскость – игла   ():

Плоскость – игла   ( =2,5):

Плоскость – игла   (=5):

Плоскость – плоскость (=1):

Плоскость – плоскость (=2,5):

Плоскость – плоскость (=5):

Наклонная плоскость – плоскость (=1)

Наклонная плоскость – плоскость (=2,5):

Наклонная плоскость – плоскость (=5):

Произвольная форма (=1):

Произвольная форма (=2,5):

Произвольная форма (=5):

Экспериментальное получение картины электрических полей

для  различных форм электродов

Для экспериментального получения картины электрических полей используем лабораторную установку. Установка состоит из диэлектрического прямоугольного поддона, заполненного  кварцевым песком, на противоположных концах которого установлены крепления для съёмных электродов и зажимы для подачи напряжения на них. Для придания кварцевому песку полупроводящих свойств используется солевой раствор, которым увлажняют песок перед началом эксперимента. Набор электродов состоит из двух шаров, двух проводящих цилиндров и двух пластин. Напряжение на установку подается от сети 220 В. С помощью ЛАТРа, через рубильник подается напряжение на схему не больше 60 В. В работе  используют малопредельный вольтметр для определения точек с равными потенциалами и построения  эквипотенциальных линий.

Схема лабораторной установки

1 - поддон;

2 - мокрый кварцевый песок;

3 - крепления;

4 - электроды;

5 – ЛАТР

Формы электродов «Шар-шар»

        Напряжения в различных точках:

1 –  11,67

2 –  12,33

3 –  14,33

4 –  15,5

5 –  17,3

6 –  18,67

Формы электродов «Плоскость-плоскость»

                   

          Напряжения в различных точках:

1 –  8,67

2 –  13,67

3 –  16,67

4 –  19,67

5 –  21,67

Формы электродов «Цилиндр-цилиндр»

Напряжения в различных точках:

 

1 –  6,67

2 –  8,35

3 –  12

4 –  18,67

5 –  26,67

Формы электродов «Шар-плоскость»

 Напряжения в различных точках:

 

1 –  18,33

2 –  21,67

3 –  24,3

4 –  26

5 –  27,1

6 –  28,67

Формы электродов «Плоскость-цилиндр»

   Напряжения в различных точках:

 

1 –  25

2 –  19,33

3 –  14,67

4 –  12,67

5 –  7

 


Вывод:
в результате выполнения данной лабораторной работы были получены картины электрических полей для различных форм электродов. В первом опыте эксперименты проводились с помощью программы ElectField. При этом изменялась не только комбинация форм электродов, но и значения относительной диэлектрической проницаемости среды. При этом видно, что при увеличении относительной диэлектрической проницаемости среды плотность эквипотенциальных линий увеличивается. Во втором опыте были получены картины электрических полей экспериментальным путем. При этом изменялась только комбинация форм электродов. При формах электродов плоскость-плоскость и цилиндр-цилиндр эквипотенциальные линии располагались вертикально и были параллельны друг другу. При форме электродов шар-шар эквипотенциальные линии имеют формы дуг и при увеличении расстояния до электрода радиус дуги уменьшается. При формах электродов  шар-плоскость и плоскость-цилиндр эквипотенциальные линии расположены вертикально около электрода «плоскость», но при приближении к электроду шар или цилиндр эквипотенциальные линии принимают форму дуг, чей радиус увеличивается при уменьшении расстояния до электрода, имеющего форму тела вращения. Причем при форме электрода шар радиус дуги больше, чем при форме электрода цилиндр.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

47350. Расчет припусков на механическую обработку 59 KB
  Расчет припусков на обработку начинается с определения минимального припуска , (6) удаление которого с обрабатываемой поверхности технически необходимо для обеспечения требуемой точности и эксплуатационных свойств детали.
47351. Управління списками та базами даних в середовищі MS Excel 797.39 KB
  MS Excel як засіб організації бази даних. Способи введення даних у список та перевірки цих даних Засоби сортування даних списків Поняття структури та структуризації робочих листів. Автоматичне обчислення поміжних підсумків MS Excel як засіб організації бази даних. Способи введення даних у список та перевірки цих даних
47352. Болота. Особенности земляных работ в болотистых месностях 23.4 MB
  Проектирование автомобильных дорог в болотистых районах требуют предварительного изучения и исследования болота, важное значение имеет строение болота, условие формирования болота, а также соотношение прочности его слоёв. Согласно СНИП 2.05. 02 -85 различают 3 типа болот...
47353. Проектирование заготовки 108.5 KB
  Определить вид заготовки, используемый для изготовления данной детали; определение метода получения заготовки; является функцией специалиста – технолога литейщика или давленца; Наметить расположение плоскости разъема; которое определяет распределение напусков, формовочных, штамповочных уклонов;
47354. Фільтрація та консолідація даних в середовищі MS Excel 319.52 KB
  Пошук та фільтрація – це операції, які найчастіше виконуються над базами даних (списками). Для цього програмою MS Excel надається набір засобів.
47355. Аналіз даних в середовищі MS Excel 110.18 KB
  Ознайомити з засобами аналізу даних в середовищі MS Excel, можливостями аналізу за допомогою функцій і таблиць підстановок; набути навичок проведення аналізу за допомогою зведених таблиць...
47356. ІСТОРІЯ ШОРТ, ТА ЇХ ДЕТАЛЬНЕ СТВОРЕННЯ 981.49 KB
  Як тлумачить словник, шортами називаються укорочені брюки зручні для літнього відпочинку. Шорти старше брюк! Вже так повелося, що спочатку всі люди ходили в спідницях. Потім до стародавніх дизайнерів прийшла думка зробити розріз посередині і зшити частини тканини. Так спідниця перестала обмежувати ноги при ходьбі. Але це ще не були шорти. Історія походження шорт тільки починалася.
47358. Общественные отношения, возникающие в связи определением организации адвокатуры России и некоторых зарубежных странах 333.5 KB
  В последние годы в нашей стране активно формируется рынок предоставления квалифицированной правовой помощи. Однако того количества профессиональных юристов, которое действует сегодня на территории Российской Федерации, явно недостаточно для обеспечения граждан и организаций юридической помощью.