Физика 1 лаба (2 семестр) / 1 / Обработка результатов

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Сведем результаты измерений в таблицу

Таблица 2. Данные

Константы
Обозначение							Величина
ε, ф/м							1
ε 0, ф/м							8,85*10-12
Измеряемые величины с макета
Обозначение			Величина							Θ
φ 0, В			9,2							0,1
φ 1, В			7,6							0,1
U, В			9,1							0,1
Измеряемые величины в эксперименте
Обозначение	Номер измерения												Θ
	1	2		3	4			5	6		7	8
Δr, 10-3 м	6	7		7	9			8	10		11	13	0,5
Δl, 10-3 м	11	11		12	10			14	14		10	13	0,5
Вычисляемые величины
Обозначение						Формула
Ei, В/м						Ei=(φ0- φ1)/Δri
Сh, Ф2/м2						Ch=(εε0(φ0- φ1)/U)Σ(Δli/Δri)
W						εε0E2/2

Расчет напряженности электрического поля

Для каждого участка напряженность электрического поля рассчитывается по формуле 6:

E_i=(φ₀- φ₁)/Δr_i.

Расчет значений:

E₁=(9.2-7.6)/6*10^-3=266.7 В/м

E₂=(9.2-7.6)/7*10^-3=228,6 В/м

E₃=(9.2-7.6)/7*10^-3=228,6 В/м

E₄=(9.2-7.6)/9*10^-3=177,8 В/м

E₅=(9.2-7.6)/8*10^-3=200 В/м

E₆=(9.2-7.6)/10*10^-3=160 В/м

E₇=(9.2-7.6)/11*10^-3=145,4 В/м

E₈=(9.2-7.6)/13*10^-3=123,1 В/м

Полученные значения в виде векторов были нанесены на модель электрического поля с соблюдением масшраба.

Расчет погонной емкости моделируемой системы

Расчет производится по формуле 7:

C_h=(εε₀(φ₀- φ₁)/U)Σ(Δl_i/Δr_i).

Расчет значения:

C_h=(1*8,85*10^-12(9,2-7,6)/9,1)*(11/6+11/7+12/7+10/9+14/8+14/10+10/11+13/13)=1,76*10^-13

Расчет плотности электрического поля

Расчет производится по формуле 8:

W_i= εε₀E_i²/2,

в пределах каждого из отрезков первой эквипотенциали.

Расчет значения:

W₁=1*8.85*10^-12*266.7²/2= 3,15*10^-7

W₂=1*8.85*10^-12*228.6²/2=2.312*10^-7

W₃=1*8.85*10^-12*228.6²/2=2.312*10^-7

W₄=1*8.85*10^-12*217.8²/2=2.09*10^-7

W₅=1*8.85*10^-12*200²/2=1.77*10^-7

W₆=1*8.85*10^-12*160²/2=1.13*10^-7

W₇=1*8.85*10^-12*145.4²/2=0.94*10^-7

W₈=1*8.85*10^-12*123.1²/2=0.67*10^-7

ВЫВОД: в данной работе мы исследовали конфигурацию электростатического поля; построили эквипотенциали и линий напряженности для электродов заданной формы; приобрели навыки в применении теоремы Гаусса на примере определения электроемкости системы по экспериментально найденному распределению поля.