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

13 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

75671. Задача синтаксичного аналізу формули 267.86 KB
  На початку програми користувачу пропонується ввести вираз. Потім вираз перевіряється на коректність за допомогою функції bool CheckExp(string s). Спочатку відбувається перевірка використаних символів. Потім перевірка правильності розставлення дужок, знаків, запису функції у виразі...
75672. Ефективні методи програмування задач редагування і пошуку в послідовностях. Збалансовані дерева 180.05 KB
  Закріпити знання про динамічні структури даних. Сформувати навички обробки збалансованих дерев. Сформувати уміння застосовувати АВЛ-дерева для редагування і пошуку в послідовностях.
75673. Задачі обчислювальної геометрії 264.79 KB
  Припустимо, що знайдена найменша в лексикографічному порядку точка р1 заданої множини точок. Ця точка завідомо є вершиною оболонки, і тепер треба знайти наступну за нею вершину р2 опуклої оболонки. Точка р2 - це точка, яка має найменший позитивний полярний кут відносно точки р1 як початку координат
75674. Задачі комбінаторики (перебору) 547.83 KB
  На початку виконання програми користувачу пропонується ввести кількість елементів, а потім, відповідно, вагу кожного елемента (ціле число). Усі елементи записуються я у головний масив. Для двох груп елементів створюються два нових пустих масиви.
75675. Динамічні інформаційні структури (ДІС) 467.95 KB
  Засвоїти знання про динамічні інформаційні структури. Сформувати навички опису ДІС і використання стандартних функцій при реалізації АТД ДІС засобами мови С++. Сформувати вміння застосовувати ДІС для розв’язування практичних задач.
75676. Стилистическое использование грамматических категорий глагола 268.97 KB
  Стилистическая характеристика категории времени При изучении стилистики глагола особое внимание привлекает категория времени которую характеризуют своеобразное функционирование в разных видах речевой деятельности и широкие экспрессивные возможности благодаря богатой синонимии временных форм. В сравнении с другими грамматическими категориями глагола категория времени наиболее наглядно отражает функциональностилевую специфику использования глагольных форм. В художественной речи как и в разговорной широко представлены самые различные формы...
75677. Стилистическое использование неспрягаемых форм глагола 15.82 KB
  Инфинитив Инфинитив как неспрягаемая форма глагола лишен важнейших грамматических категорий наклонения времени лица рода числа что определяет его особое положение: инфинитив не центр глагольной системы а ее окраина как образно об этом сказал В. При статистическом подсчете получены интересные данные об использовании инфинитива в книжных стилях. Важно учесть среднюю частотность инфинитивов в отношении к общему числу глаголов в этих стилях. Характерно что при наименьшем количестве глаголов деловая речь дает наибольшее количество форм...
75678. Стилистика наречия 114.56 KB
  Важной отличительной чертой наречий является их соотнесенность с другими частями речи от которых они образуются и с которыми не теряют функциональной связи. Большинство наречий образовано от качественных прилагательных от которых они унаследовали не только общность лексического значения но и стилистическую активность. Однако стилистическая инертность лексического значения подобных наречий может компенсироваться выразительностью их словообразования. Так выделяются словообразовательные модели наречий в основе которых лежит сравнение что...
75679. Стилистическая оценка вариантов управления 68.32 KB
  Стилистический интерес вызывают те варианты управления которые получают функционально-стилевое закрепление [замечания студенту замечания в адрес студента книжн. В стилистическом комментарии нуждаются архаизующиеся варианты управления: отмстить поруганную дочь П. Для носителей языка выбор нужной формы управления в таких случаях не представляет сложности но те кто изучает русский язык как неродной ошибаются в выборе предлогов и падежных форм в подобных словосочетаниях.