Выполнение работы

1 . Соберите схему для изучения электростатического поля плоского конденсатора (рис. 5.3), используя монтажную схему установки (рис. 5.6).

Найдите на модуле «Наборное поле» любые три соединённые вместе гнезда и соедините с ними нулевые контакты ()мультиметра, модуля питания и пластину конденсатора А (гнездо А). Плюс источника питания соедините с пластиной А.

2. Регулятор питания 1,2…12 В установите в крайнее левое положение.

3. Переключатель мультиметра установите на «20 В» постоянного напряжения.

4. Покажите собранную схему руководителю работ.

5. Включите модуль питания и мультиметр (красная кнопка слева).

6. Соедините щуп с верхней пластиной А и установите регулятором питания напряжение между электродами в пределах 2…6 В (по показаниям мультиметра).

7. Измерьте потенциалы на обкладках конденсатора, коснувшись щупом нижней и верхней пластин, запишите эти значения в табл. 5.1.

8 . Измерьте потенциалы в точках поля конденсатора при трёх положениях линейки: ММ, ОО, NN (рис. 5.4). Линейка должна быть из непроводящего материала! Измерения необходимо проводить через каждые 4–5 мм, начиная от внутреннего края нижней пластины. Результаты записывайте в табл. 5.1.

9. Измерьте диаметр центрального электрода цилиндрического конденсатора и запишите его значение в черновик.

10. Поочередно перенесите провода с контакта «А» на контакт «Б» и с контакта А^' на Б^'. Этим самым Вы перекинете напряжение с плоского конденсатора на цилиндрический. На центральном электроде во всех его точках будет нулевой потенциал, а на внешней обкладке – максимальный. Проверьте, так ли это!

9. Измерения потенциала  проводите от центра конденсатора к внешнему кольцу через каждые 4–5 мм по трём любым радиусам (см. рис. 5.5), начиная от оси центрального электрода. Измеренные значения записывайте в табл. 5.2.

10. По окончании измерений представьте результаты преподавателю (руководителю работ в лаборатории) для проверки и подписи.

11. Выключите модуль питания и мультиметр, разберите схему, наведите порядок на рабочем месте.

Анализ и обработка результатов измерений

1. Постройте графики зависимости (х) для плоского конденсатора (можно все три графика разместить в одной системе координат), определите из них величину напряжённости Е в середине конденсатора (ОО) и по обе стороны от неё (MM и NN). Убедитесь, действительно ли в плоском конденсаторе поле однородно.

2. Постройте график зависимости <>(r) для цилиндрического конденсатора и определите по нему напряжённость Е в трёх точках: при r равном 5, 10 и 20 мм. Сделайте вывод о характере зависимости напряжённости и потенциала от координат х, у, r (см. рис. 5.4 и 5.5).

3. По данным измерений на миллиметровой бумаге, соблюдая масштаб, постройте картину силовых линий и эквипотенциальных поверхностей:

• для плоского конденсатора;

• для цилиндрического конденсатора.

При построении эквипотенциальных поверхностей используйте построенные Вами графики (х) и (r), разность потенциалов  между соседними эквипотенциальными поверхностями примите равной 0,3 или 0,2 В.