Порядок выполнения работы

1. Путем осмотра познакомиться с приборами и принадлежностями. Установить предел измерения вольтметра, определить “цену” деления прибора.

2. Закрепить оба листа электропроводной бумаги на планшете темной графитовой стороной вверх, плотно прижав к ним обе пары металлических электродов. Контуры электродов обвести.

3. На прямолинейных электродах собрать электрическую цепь (см. рис.4.2) и после проверки подключить к источнику постоянного тока.

4. С помощью зонда проверить: на который из электродов подан более высокий потенциал (желательно “минус” - на левый). На бумаге пометить электроды знаками “+” и “-”.

5. Экспериментально найти 5-6 групп точек поля, каждая из которых (групп) имеет одинаковый потенциал. Начните с точек, лежащих на расстоянии 5-10 мм от “-” электрода. В каждой группе взять по 8-10 точек, в том числе во внешней для конденсатора области. Точки на бумаге отмечают прижатием зонда к бумаге. Показания вольтметра для каждой из групп (j₁, j₂, j₃, ...) занести в табл. 1.

6. Перенести электрическую цепь на цилиндрические электроды. Подключить источник тока, установить полярность электродов и найти 2-3 группы точек с одинаковыми потенциалами, значения которых записать прямо на бумаге. Источник поля отключить, цепь разобрать.

7. Оба листа бумаги снять. Повернуть (хотя и не обязательно) светлой стороной вверх. Отметить положение электродов, поставив знаки “+” и “-”. Точки с одинаковыми потенциалами соединить. Это и есть эквипотенциальные линии. На том и другом листе провести (по всему полю) по 7-10 линий напряженности, указав их направление.

8. Вычислить напряженность поля плоского конденсатора и построить графикDj_i1 = f (Dr_i1):

а) вычислить разность потенциалов Dj₂₁ = j₂-j₁, Dj₃₁ = j₃-j₁,... ;

б) по одной из линий напряженности (в средней части поля) измерить расстоянияDr₂₁, Dr₃₁, ... ; все результаты занести в табл. 1;

Таблица 1

Номер эквип. линии	ji, В	Dji1, В	Dri1,10-3 м	Еi =	Dji1Dri1,10-3 В×м	Dri12, 10-6 м2	Е, d%
1
. . .							d= DЕ/Е´ 100% Е =
Сумма
Средн. значен.

в) по формуле (4.5), по данным п.п. “а”,“б” вычислить значения напряженностей исследуемого поля и по ним среднее значение <Е>;

г) заполнить другие графы таблицы, т. е. вычислить Dj_i1×Dr_i1, Dr_i², а также S Dj_i1×Dr_i1и SDr_i²;

д) вычислить напряженность поля по формуле, следующей из метода наименьших квадратов:

; (4.6)

е) сравнить результаты п.п. “в” и “д”. Найти расхождение в процентах между <E>и E, т. е. расхождение одной и той же величины, найденной разными способами;

ж) начертить график зависимости разности потенциалов (потенциала) от расстояния Dj_i1 = f (Dr_r1). Сделать соответствующий вывод.

9. Рабочее место привести в порядок и сдать лаборанту.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое ЭСП? В чем состоит его основное свойство?

2. Какими величинами характеризуют ЭСП?

3. Что называют напряженностью поля? Единицы ее измерения.

4. Что называется потенциалом данной точки поля? Единицы его измерения.

5. Каков физический смысл разности потенциалов двух точек поля?

6. Какова связь между напряженностью и потенциалом поля, между напряженностью и разностью потенциалов?

7. Как графически изображается ЭСП?

8.Что такое линии напряженности и эквипотенциальные поверхности поля? Каково их взаимное расположение (при изображении поля)?

9. Как моделировалось ЭСП в данной работе? Опишите установку.

Лабораторная работА № 5