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

18 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

32254. Монтаж стальных конструкций укрупненными блоками 63 KB
  Высота конструкций центрального блока доменной печи доходит до 70 м при массе стальных конструкций сконструированных на сравнительно небольшой площади до 5000 т и более. Монтаж таких конструкций может быть выполнен либо частями с применением временных промежуточных опор либо целиком укрупненными блоками. Укрупнительную сборку стальных конструкций выполняют на строительной площадке если целесообразно собрать монтажный блок из нескольких элементов до подъема и полнее использовать грузоподъемность монтажного крана.
32255. Возведение зданий с перекрестно-стержневыми покрытиями 628 KB
  Структурные плитыграни собирали на стройплощадке из отдельных короткомерных стержневых трубчатых элементов поставляемых на стройку в пакетах. Перемещать отдельные грани из предмонтажного положения в проектное предлагалось по рельсовым направляющим уложенным на монтажной площадке и опорахпилонах. Грани покрытия монтировали с помощью двух кранов ДЭК50 и одного крана СКГ100. При монтаже структурных граней ПР1 ПР2 ПР3 основания каждой грани стропили по линии расположения опорных узлов за две точки к кранам ДЭК50 и крану...
32256. Монтаж зданий с арочными и купольными покрытиями 862.5 KB
  Наиболее часто проектируют арки следующих статических схем: с затяжкой воспринимающей усилие горизонтального распора благодаря которой колонны здания воспринимают только вертикальные нагрузки; двух либо трехшарнирные передающие вертикальные нагрузки и распор на железобетонные фундаменты. Число временных опор зависит от пролета арки объемнопланировочного решения не всегда есть возможность установки опор в любом месте и имеющегося монтажного оборудования. Минимальное количество монтажных элементов будет достигнуто в том случае если...
32257. Трехшарнирные арки 29 KB
  Полуарки укрупненные на стеллажах из отдельных железобетонных элементов подают в зону действия крана на двух тележках. Под нижний конец полуарки подводят специальную тележку передвигаемую но рельсам уложенным перпендикулярно продольной оси здания. Гнезда фундаментов под полуарки должны находиться между рельсами. Монтаж начинают с подъема части полуарки.
32258. Монтаж сборно-монолитных оболочек » Монтаж строительных конструкций 269 KB
  Различают два основных принципа сборки сборномонолитных оболочек: сборку на уровне земли на специальном кондукторе с последующим подъемом цельнособранной оболочки в проектное положение с помощью домкратов или кранов; сборку на проектных отметках основной технологический метод строительства оболочек в нашей стране рис. Сборку на проектных отметках осуществляют двумя способами: на монтажных поддерживающих устройствах и с опиранием укрупненных элементов оболочки на несущие конструкции здания. В пролете или одновременно в нескольких пролетах...
32259. Мембранные системы 22.5 KB
  Мембранные покрытия применяются не только при сооружении уникальных сооружений крытых стадионов выставочных павильонов но и при возведении здании массового строительства киноконцертных и спортивных залов универсального типа больших магазинов рынков. Мембранные системы могут быть также широко использованы в ограждающих конструкциях стен кровель подвесных потолков.
32261. Анализ различных методов возведения стальных вертикальных резервуаров 38.5 KB
  Конструкции поступившие на монтаж должны иметь маркировку изготовителя и сертификат качества а монтаж резервуаров должен производиться в соответствии с проектом и требованиями настоящих Правил строительных норм и правил разработанного ППР. Производитель работ монтажник должен иметь следующую нормативную и проектную документацию до выполнения монтажа: настоящие Правила; рабочую документацию КМ проектировщика; рабочие чертежи КМД изготовителя; проект плана производства работ далее ППР на сборку и сварку...