2.对付给定的电极
[2019-11-27] 作者:admin 点击:

  1用模仿法测绘静电场尝试示范演讲【尝试目标】1.懂得模仿尝试法的合用前提。2.对于给定的电极,能用模仿法求出其电场分布。3.加深对电场强度和电势概念的理解【尝试仪器】双层静电场测试仪、模仿安拆(同轴电缆和电子枪聚焦电极) 、JDY 型静电场描画电源。[尝试道理]【尝试道理】1、静电场的描述电场强度 E 是一个矢量。因而,正在电场的计较或测试中往往是先研究电位的分布环境,由于电位是标量。我们能够先测得等位面,再按照电力线取等位面处处正交的特点,做出电力线,整个电场的分布就能够用几何图形清晰地暗示出来了。有了电位 U 值的分布,由UE 便可求出 E 的大小和标的目的,整个电场就算确定了。2、尝试中的坚苦尝试上想操纵磁电式电压表间接测定静电场的电位,是不成能的,由于任何磁电式电表都需要有电畅通过才能偏转,而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或实空的电阻,若正在静电场中引入电表,势必使电场发生严沉畸变;同时,电表或其它探测器置于电场中,要惹起静电,使原场源电荷的分布发生变化。人们正在实践中发觉,有些丈量正在现实环境下难于进行时,能够通过必然的方式,模仿现实环境而进行丈量,这种方式称为“模仿法” 。3、模仿由两场从命的纪律的数学形式不异,如又满脚不异的鸿沟前提,则电场、电位分布完全相雷同,所以可用电流场模仿静电场。这种模仿属于数学模仿。静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区)baldEU0SDrbaldEU0Sjr4、会商同轴圆柱面的电场、电势分布(1)静电场按照理论计较,A、B 两电极间半径为 r 处的电场强度大小为E022A、B 两电极间任一半径为 r 的柱面的电势为 abrVAln(2)稳恒电流场正在电极 A、B 间用平均的不良导体(如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等)毗连或填充时,接上电源(设输出电压为 VA)后,不良导体中就发生了从电极 A 平均辐射状地流向电极 B 的电流。电流密度为 Ejv式中 E′为不良导体内的电场强度,ρ 为不良导体的电阻率。半径为 r 的圆柱面的电势为 abrVAln图 1、同轴圆柱面的电场分布 图 2、不良导体圆柱面电势分布结论:稳恒电流场取静电场的电势分布是不异的。因为稳恒电流场和静电场具有这种等效性,因而要测绘静电场的分布,只需测绘响应的稳恒电流场的分布就行了。[尝试内容取步调]1、 丈量无限长同轴圆柱间的电势分布。(1)正在测试仪上层板上放定一张坐标识表记标帜实纸,基层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模仿电极。加自来水填充正在电极间。(2)接好电。调理探针,使下探针浸入自来水中,触及水槽底部,上探针取坐标纸有 1-2mm 的距离。(3)接通电源,K2 扳向“电压输出”。调理交换输出电压,使 AB 两电极间的电压为交换 12V,连结不变。(4)挪动探针,正在 A 电极附近找出电势为 10V 的点,用上探针正在坐标纸上扎孔为记。同理再正在 A 四周找出电势为 10V 的等势点 7 个,扎孔为记。3(5)挪动探针,正在 A 电极四周找出电势别离为 8V,6V,4V,2V 的各 8 个等势点(圆越大,应多找几点) ,方式如步调(4) 。(6)别离用 8 个等势点连成等势线(应是圆) ,确定圆心 O 的。量出各条等势线的坐标 r(不必然都相等) ,并别离求其平均值。(7)用逛标卡尺别离测出电极 A 和 B 的曲径 2a 和 2b 。(8)计较各响应坐标 r 处的电势的理论值 V 理 ,并取尝试值比力,计较百分差。(9)按照等势线取电力线彼此正交的特点,正在等势线图上添置电力线,成为一张完整的两无限长带等量异号电荷同轴圆柱面的静电场分布图。(10)以 lnr 为横坐标,V 实 为纵坐标,做 V 实 -lnr 曲线,并取 V 理 -lnr 曲线、丈量聚焦电极的电势分布(选做)别离测 10.00V、9.00V、8.00V、7.00V、6.00V 、5.00V 、金亚洲游戏,4.00V、3.00V、2 .00V、1.00V、0.00V 等,一般先测 5 .00V 的等位点,由于这是电极的对称轴。步调同上[数据记实]模仿电场分布测试数据 VA= 10.00±0.01V 2a= 1.624±0.002cm 2b= 8.580±0.002cmV 理 (V) 8.00 6.00 4.00 3.00 2.00 1.00r(cm) 1.10 1.50 2.15 2.55 ? 3.58V 理 8.17 6.31 4.14 3.12 ? 1.07(%)理 理实 2.1% 4.9% 3. 4% 3. 8% ? 6. 5%处置:1、用圆规和曲线板绘出园柱形同轴电缆电场等位线、按照电力线垂曲等位面,绘出电力线电力线、正在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计较 V 并取理论值比力,求出其相对误差.(1) ;则 ;.0rcm11ln()8.7()ArbVa%2.vE理实 理(2) ;则 ;1.50rcm12ln()6.3()ArbVVa%5.0vE理实 理(3)要具体计较5(4)要具体计较(5)要具体计较 0.5 1 1.5lnr(cm)U(V)理 论 值实 际 值线 性 (实 际 值 )线 性 (理 论 值 )成果阐发:(1)由图中能够看呈现实丈量值都正在理论值的下方,申明尝试的误差次要来自系统误差。本次丈量中误差最小为 2.1%,最大为 6.5%,超出了仪器的精度 1%,认为系统误差正在操做中某尝试前提未符应时引入的,而且半径越小的处所误差越大。这充实申明尝试中要水槽 的水介质要平均分布,而且描画的等势点不克不及太少,不然半径会引入较大的误差。(2)等势面由人工拟合,因而半径的计较较粗拙,估量至多 ,阐发对第0.2rcm一组的影响,由 知,lnArbVa81946lnl25AVrr Vab1.09%128Ev申明正在确定命据点时,必然要安拆以及操做的不变性,别的数据尽量多,以削减尝试值的波动性。6

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