Опис експериментальної установки

Електрична схема установки для моделювання розподілу потенціалу й напруженості електричного поля, що має осьову симетрію, зображена на рис. 2.1, де 1 – зовнішній електрод з радіусом r₃; 2 – провідний папір; 3 – центральний електрод радіусом r_вн; 4 – зонд (електрод);5 – мікроамперметр; R_Д – додатковий опір до мікроамперметра.

Рис.2.1

Електрична схема під’єднана до джерела живлення УИП-2. стала регульована стабілізована напруга знімається з виходу "З…….9 В". Схема дає можливість виконувати вимірювання напруги між зовнішнім електродом І і якою-небудь точкою А провідного середовища 2. Вимірювальним приладом є мікроамперметр, який завдяки великому додатковому опору R_Д» 100 кОм працює в режимі вольтметра.

Оскільки додатковий опір R_Д є великим у порівнянні з опором ділянки електропровідного паперу між точкою А і зовнішнім електродом, під’єднання вимірювального кола не вносить помітних викривлень у силу струму на цій ділянці і отже, у спад напруги U(r) між точкою А і зовнішнім електродом. Якщо знехтувати опором зони контакту між зондом і електропровідним папером, а також внутрішнім опором мікроамперметра порівняно з величиною R_Д, то струм, що протікає через мікроамперметр:

де r – відстань від осі моделі до точки А.

Вимірявши силу струму І(r), що протікає через мікроамперметр, для спаду напруги матимемо:

U(r) = І(r) R_Д. (2.6)

Для точнішого визначення І(r) виміри повторюють кілька разів для точок, що розташовані на різних радіусах, але на однаковій відстані від осі моделі. Після цього знаходимо середнє значення струму:

. (2.7)

Для спаду напруги остаточно матимемо такий вираз:

U(r) =< І(r)> R_Д.

Використовуючи обчислені значення U(r), можна знайти залежність напруженості поля в даній точці електропровідного паперу від відстані r. Для цього використовуємо залежність між Е(r) і U(r):

У даній роботі спад напруги U(r) вимірюється в точках, що розташовані на відстані ∆ r = 0,01м одна від одної. Напруженість поля в цих точках можна визначити, якщо скористатися даними для U(r). Проте розрахунок поля в цих точках буде не досить точним. Ці значення більш точніше визначають напруженість у проміжних точках з радіусом r = 1,5; 2,5…см.

Рис.2.2

Порядок виконання роботи Користуючись описом, ознайомитися з установкою.

1. Вибрати значення І_0, (рівне номеру групи + місяць народження) .

2. Вибрати значення R_Д (рівне номеру групи + день народження). Щоб програма прийняла ваші установки необхідно натиснути кнопку Set. Очевидно, що U₀ = І₀ R_Д.

3. Вибрати промінь (радіус). Встановити курсор мишки послідовно в точки цього радіуса на відстані 1, 2, 3, …, …, 8 см (рис. 2.2) з точністю 0,1см, натиснути кнопку мишки для фіксації вибраної точки програмою і записати відповідні координати точок X_fixed , Y_fixed, радіус-вектора r та значення струму І₁(r) до табл. 2.1.

4. Повторити дії, описані в п.3 на 2, 3, 4-му променях. Отримані значення І₂(r), І₃(r), І₄(r), занести до табл. 2.1.

5. Радіуси внутрішнього електрода r_вн =1см, зовнішнього електрода r₃ =8см.

6. Занести дані до протоколу. Туди ж занести значення R_Д, І₀.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Електростатичного поля	\|

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.