Обробка результатів вимірювань.

1. Обчислити значення ( ).

2. Обчислити:

3. для кожного значення середнє значення струму ;

4. експериментальне значення різниці потенціалів .

5. теоретичне значення різниці потенціалів за формулою (12), записати в таблицю.

6. Розрахувати експериментальне значення за формулою: і записати в таблицю 2.

7. Знайти теоретичне значення за формулою (13) для тих значень, що в пункті 3, записати в таблицю 2.

8. Побудувати графіки залежностей і , і на них нанести експериментальні значення, позначивши їх кружечками.

9. Знайти середнє відносне відхилення експериментальних даних від теоретичних у процентах.

10. Сформулювати висновки і записати їх в протокол.

Контрольні запитання.

1. Що називається електричним полем, електростатичним полем?

2. Що таке напруженість і потенціал електростатичного поля?

3. Який зв’язок між потенціалом і напруженістю електростатичного поля?

4. Сформулюйте теорему Гаусса–Остроградського для вектора .

5. Що називається густиною струму?

6. В чому полягає метод моделювання електричних полів за допомогою струмів в

слабопровідному середовищі?

7. В яких випадках застосовується метод моделювання?

8. Виведіть формули для і ?

9. Як виконуються вимірювання в даній лабораторній роботі?

10. Як вичислити за виміряними даними ?

Додаток.

Електричне поле Землі.

Чи знаєте Ви, що ми живемо в досить сильному електричному полі? Експериментальні дослідження показали, що навколо поверхні Землі існує електричне поле. Напруженість цього поля різна в різних місцевостях і в різні пори року. Але в середньому близько до поверхні Землі значення напруженості становить біля 130В/м. При віддаленні від поверхні електричне поле швидко зменшується. На висоті 1км напруженість поля дорівнює всього 40В/м, а на висоті 10км вона стає дуже малим.

М ал.4. 1 – заряд іонои ддодатний, 2 – заряд Землі від’ємний

Електричне поле в атмосфері Землі зумовлене процесами іонізації повітря і розділенням додатних і від’ємних зарядів, які виникають при іонізації. Іонізація атмосфери відбувається внаслідок дії космічного проміння та ультрафіолетового випромінювання Сонця, випромінювання радіоактивних речовин, які є на поверхні Землі і в повітрі, а також електричними зарядами в атмосфері. електричного поля в атмосфері приводить до виникнення електричних струмів. Опади переносять додатних зарядів в 1,4 більше, ніж від’ємних. Крім того, стікання заряду з атмосфери відбувається при блискавках.

Експериментальні дослідження довели, що Земля має в цілому від’ємний заряд, середнє значення якого становить приблизно півмільйона кулонів. При опадах, грозах напруженість електричного поля може суттєво змінюватися, досягаючи інколи до 1000В/м. Різниця потенціалів між Землею і іоносферою становить 200-250 кВ. .Якщо Земля має від’ємний заряд, то виникає запитання, де знаходиться додатний заряд. Було встановлено, що на висоті декількох десятків кілометрів над Землею існує шар іонізованих (заряджених) молекул, сумарний об’ємний додатний заряд яких компенсує від’ємний заряд Землі. .Лінії напруженості електричного поля ідуть від додатно зарядженої іоносфери до від’ємно зарядженої поверхні Землі

Виникає питання, чому людина не відчуває дії електричного поля Землі, хоча різниця потенціалів між точками А і Б становить 230 В. Річ у тому,що людина на 70% складається з води, і не дистильованої, а соленої ( в воді розчинено 8% солі). Така вода є електролітом, тому тіло людини є провідником електричного струму. Як відомо, електричні заряди розподіляються на поверхні провідника рівномірно. Тому на поверхні тіла людини потенціал всюди однаковий Розділення зарядів спричиняється деякими атмосферними процесами, а саме конвекцією, утворенням хмар, опадами та інше. Існування струму. , і напруга між точками А і Б дорівнює нулю

Мал. 5.