Порядок выполнения работы

 

1. Установить электроды выбранной формы в ванну с электролитом.

2. На листе бумаги в масштабе 1 к 1 изобразить контуры ванны, электроды и нанести для удобства дальнейших наблюдений координатную сетку в произвольном масштабе. Удобно использовать миллиметровую бумагу.

Собрать и включить измерительную схему.

Сместить зонд на небольшое (5-7 мм) расстояние от электрода в направлении к противолежащему электроду. Потенциометром установить нуль микроамперметра. Перемещать зонд вокруг электрода таким образом, чтобы показания микроамперметра не менялись и зафиксировать 10 - 15 точек на первой эквипотенциали. которая должна быть замкнутой. Построить эквипотенциаль на приготовленном в первом пункте листе бумаги. Соединить полученные точки плавной кривой. Записать рядом с ней значение потенциала.

Чтобы быстро и успешно находить точки с одинаковым потенциалом, следует руководствоваться соображениями о

конфигурации исследуемого поля.

Меняя показания вольтметра каждый раз на 0,5В, построить следующие эквипотенциальные линии.

Построить 5 - 6 эквипотенциалей. На каждой эквипотенциале зарегестрировать 10 - 15 точек.

Обработка результатов эксперимента

 

По картине эквипотенциалей построить силовые линии.

По формуле (1.20) рассчитать и построить распределение напряженности Е на каждом из отрезков первой эквипотенциали, построить векторы и указать их длину.

Использую формулу (1.18) рассчитать распределение напряженности поля вдоль оси симметрии электродов.

По формуле (1.20) рассчитать распределение напряженности вдоль оси симметрии и сравнить с экспериментальными данными.

По формуле (1.21) вычислить емкость системы электродов.

По формуле (1.11) рассчитать теоретически ту же емкость и сравнить с экспериментальными значениями.

Расчет погрешностей

 

1. Расчет погрешностей определения напряженности поля осуществляется по методике определения погрешностей косвенных измерений с приборными систематическими погрешностями

Рабочая формула:

 

В результате получаем:

 

 

где  - погрешность определения расстояния,  - погрешность, определяемая классом точности  вольтметра:

 

 

где  - верхняя граница измеряемых напряжений с помощью данного вольтметра.

Рабочая формула для расчета погонной емкости:

 

 (1.23)

 

Функция () от 2 (k+1) независимо определяемых величин:

, ,  и . Систематические погрешности  и  определяются классом точности вольтметра:

 

 

и  - погрешностью измерения расстояний, причем

.

 

Используя формулу (1.23) после некоторых преобразований получим

 

где ,

 

 - количество суммируемых отрезков на замкнутой эквипотенциали.

Вопросы для самопроверки

 

Что называется напряженностью электростатического поля в данной точке? Какова ее единица.

Выведите формулу напряженности поля, созданного точечным зарядом?

Что такое линии напряженности? Как определить их направление? Могут ли эти линии пересекаться? Почему?

Что называется потенциалом в данной точке? Можно ли создать поле, во всех точках которого потенциал положителен?

Как подсчитать работу поля по перемещению заряда? От чего зависит эта работа? В каком направлении перемещается положительный и отрицательный заряд под действием сил поля?

Что такое эквипотенциальные поверхности и каковы их свойства?

Как связаны напряженность и потенциал? В каком направлении потенциал изменяется быстрее всего?

Что называется электроемкостью проводника? Электроемкостью конденсатора? Погонной электроемкостью. Единица измерения электроемкости?

Получите формулу для электроемкости проводников различной конфигурации?

Опишите принцип действия установки.

Как провести линии напряженности на построенной картине распределения эквипотенциальных поверхностей?

Как с помощью теоремы Гаусса находится заряд проводника в этой работе?

Объясните, как в работе определяется погонная электрическая емкость проводников заданной конфигурации.