Порядок выполнения работы

Описание установки и методики измерений

Для моделирования электростатического поля удобно использовать аналогию, существующую между электростатическим полем, созданным заряженными телами данной формы в вакууме, и электрическим полем постоянного тока, текущего по проводящей плёнке с однородной проводимостью. При этом расположение силовых линий электростатического поля оказывается аналогично расположению линий электрических токов. То же утверждение справедливо для потенциалов. Распределение потенциалов поля в проводящей плёнке такое же, как в электростатическом поле в вакууме, если оно задано заряженными телами, сечение которых плоскостью плёнки совпадает со "следом", оставляемым моделью электрода на плёнке, а высота бесконечно велика.

 

В качестве проводящей плёнки в работе используется электропроводящая бумага с одинаковой во всех направлениях проводимостью.

Рис 1.2

На бумаге устанавливаются массивные модели электродов, так что обеспечивается хороший контакт между электродом и проводящей бумагой. Для исследования электростатического поля применяется установка (рис. 1.2), состоящая из лабораторного модуля, зонда, выносного элемента, источника питания ИП и вольтметра. Выносной элемент представляет собой диэлектрическую панель, на которую помещают лист миллиметровой бумаги, поверх нее - лист копировальной бумаги, затем – лист электропроводящей бумаги, на которой устанавливаются электроды.

Электрическая схема лабораторной работы изображена на передней панели модуля (рис. 1.3). Напряжение от источника питания ИП с ЭДС Å подается на гнезда 1 и 2, к которым подключаются электроды, установленные на электропроводящей бумаге. К модулю также подключаются зонд (гнездо 3) и вольтметр (гнезда 4 и 5). В качестве вольтметра используется мультиметр.

 

	Рис. 1.3

 

 

Потенциал зонда равен потенциалу той точки поверхности электропроводящей бумаги, которой он касается. Совокупность точек, для которых потенциал одинаков, и есть изображение эквипотенциали поля. Вольтметр измеряет потенциал точки, которой касается зонд, относительно электрода с нулевым потенциалом. Для построения эквипотенциалей необходимо найти 5-6 точек с одинаковым потенциалом. Нахождение точек осуществляется путем перемещения зонда по электропроводящей бумаге. Для построения модели элетростатического поля необходимо определить местонахождение 4 - 5 эквипотенциалей.

 

Порядок выполнения работы

1. Укрепить на предметном столике лист  бумаги, на него положить копировальную бумагу, а поверх нее лист электропроводящей бумаги.

2. Установить на электропроводящей бумаге электроды по указанию преподавателя.

3. Включить источник питания и установить по вольтметру на лицевой панели прибора напряжение 9 - 12 В.

4. Касаясь зондом электродов, определить потенциалы электродов и отметить точками их положение. Контуры электродов определяют крайние эквипотенциали;

5. Перемещая зонд по бумаге, найти и отметить 5-6 точек с одинаковым потенциалом в 1.5 или 2 В.

6. Аналогичным образом определить положение других эквипотенциалей, отличающихся друг от друга на одну и ту же разность потенциалов (1.5 – 2В).

7. Отключить лабораторную установку от сети.

8. Снять бумагу с доски и по точкам начертить эквипотенциали. На каждой эквипотенциали отметить соответствующее ей значение потенциала.