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

14 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

45439. Управление оперативной памятью (распределение и защита) в многозадачной ОС. Механизм реализации виртуальной памяти 211 KB
  Механизм реализации виртуальной памяти. От выбранных механизмов распределения памяти между выполняющимися процессорами в значительной степени зависит эффективность использования ресурсов системы ее производительность а также возможности которыми могут пользоваться программисты при создании своих программ. С другой стороны поскольку любой процесс имеет потребности в операциях вводавывода и процессор достаточно часто переключается с одной задачи на другую желательно в оперативной памяти расположить достаточное количество активных задач с...
45440. Планирование и диспетчеризация процессов и задач 611 KB
  Долгосрочный планировщик решает какой из процессов находящихся во входной очереди в случае освобождения ресурсов памяти должен быть переведен в очередь процессов готовых к выполнению. Они определяются не только переключениями контекстов задач но и при переключении на потоки другого приложения перемещениями страниц виртуальной памяти а также необходимостью обновления данных в кэше коды и данные одной задачи находящиеся в кэше не нужны другой задаче и будут заменены что приведет к дополнительным задержкам. От выбранных механизмов...
45441. Расчет системы управления автомобилем на базе технологии CAN 277 KB
  Узлы системы Батарея BTTERY Контроллер CONT Контроллер двигателя MOTOR Дисплей панели инструментов DISP Управление водителя DRIVE Тормоза BRKES Управление коробкой передач TRNS Сеть оперирует 32 сообщениями которые делятся на различные группы: Спорадические сигналы.0 BTTERY CONT 2 Ток батареи 8 0.0 BTTERY CONT 3 Температура батареи 8 0.0 BTTERY CONT 4 Параметры батареи 10 1.
45442. Расчет системы «Интеллектуальное здание» на базе технологии EIB 315 KB
  Узлы системы Контроллер CONT Система управления светом LIGHT Система управления теплом HET Система управления вентиляцией VENT Система управления дверью DOOR Охранная система SECUR Пожарная система FIRE Сеть оперирует 30 сообщениями которые делятся на различные группы: Спорадические сигналы. Номер сигнала Описания сигнала Размер в битах Задержка в мсек J Период выполнения T мсек Тип сообщения Крайний срок выполнения Dмсек Источник Приемник 1 Сигнал датчика двери 8 01 50 S 20 DOOR CONT 2 Проверка...
45443. Расчет системы «Управление коммунальной системой (вода, газ, электрическая энергия, отключение функций, формирование квитанций и устранение аварий)» на базе технологии LonWorks 267 KB
  Узлы системы Система управления холодной водой CW Система управления горячей водой HW Система управления газом G Система управления электричеством EL Система экономических расчетов EC Ремонтная служба RS Пользователь USER Сеть оперирует 30 сообщениями которые делятся на различные группы: Спорадические сигналы. Номер сигнала Описания сигнала Размер в битах Задержка в мсек J Период выполнения T мсек Тип сообщения Крайний срок выполнения Dмсек Источник Приемник 1 Включение отключение холодной воды 1 01 50...
45444. Классификация систем реального времени. Средства разработки систем РВ. Понятие систем реального времени. Организация систем РВ. Требования к системам реального времени. Общие характеристики систем РВ 148.5 KB
  Классификация реализации систем реального времени СРВ распределенные системы управления с большим количеством контролируемых параметров. Система ориентирована на автоматизированные системы в которых требуется своевременная адекватная реакция на события. Языки СРВ предназначены для создания СРВ ssembler C d спутниковые системы наблюдения. Предназначены для визуализации работы автоматизированной системы или автоматизированного объекта.
45445. Классификация приложений систем РВ. Надежность в СРВ. Проектирование жестких систем реального времени. Архитектуры жестких систем реального времени 118.5 KB
  Проектирование жестких систем реального времени. Архитектуры жестких систем реального времени. Главной особенностью систем реального времени является обеспечение предсказуемости которая позволяет реализовать приложения. В один из моментов времени задача перейдет в состояние не описанного в системе.
45446. Задачи в СРВ. Планирование задач. Общие принципы планирования задач. Алгоритмы планирования периодических задач. Алгоритмы планирования спорадических и апериодических задач Планировщик заданий 156.5 KB
  Планирование задач. Общие принципы планирования задач. Алгоритмы планирования периодических задач. Алгоритмы планирования спорадических и апериодических задач Планировщик заданий.
45447. Моделирование систем РВ Проблема моделирования сетей при случайном доступе. Применение модели реального времени. Модель реального Мира 123.5 KB
  Моделирование СРВ необходимо для того чтобы оценить разрабатываемую систему по времени функционирования и передачи данных. Σt=tреакции человека tнажатия на педаль тормоза tпередачи для обработки сигнала уз. 1 tпередачи сигнала от уз. механизма t1 – время передачи информации от основного контроллера к сетевому t2 – время передачи данных сетевым контроллером на шину t3 – разброс передачи сообщения в сети возникает в следствии того что используется один сетевой канал t4 – время приема данных с шины на сетевой контроллер t5 – время...