6.2 Практична частина

1. Відкрутити клеми кріплення електродів. Зняти їх та провідний папір.

2. На гвинти кріплення електродів кожному студенту наколоти розвернутий подвійний аркуш паперу і обмалювати електроди в тому положенні, в якому вони будуть знаходитись під час роботи. Це будуть дві еквіпотенціальні лінії з потенціалами 0 В і 6,3 В відповідно.

3. Повернути назад провідний папір, електроди та провідники. Затиснути їх клемами.

4. Увімкнути джерело живлення та осцилограф. Ручками керування одержати на екрані осцилографа сигнал.

5. Встановити движок реостата в положення d_i = d₁ = 4 см, задавши перше значення потенціалу, яке розрахувати за формулою

, (6.8)

де d_o =24 см – довжина робочої частини реостата.

6. Переміщувати зонд по поверхні провідного паперу в напрямку зменшення сигналу і зупинити його, коли сигнал на осцилографі буде мінімальним. Потенціал цієї точки дорівнює φ_i . Щоб зафіксувати положення цієї точки, проколоти папір гострим кінцем зонда.

7. Знайти ще декілька (5-6) точок поперек Вашого аркушу з таким же потенціалом і наколоти їх, щоб після зняття паперу можна було побудувати еквіпотенціальну лінію.

8. Аналогічно наколоти системи точок з іншими потенціалами. Бажано потенціал змінювати з однаковим кроком.

9. Дістати свої аркуші. Між точками однакового потенціалу провести плавні еквіпотенціальні лінії. Підписати на кожній із них значення потенціалу.

10. Провести 6-7 силових ліній, які, як відмічалось, перетинають еквіпотенціальні під прямим кутом.

11. Визначити величину і напрямок напруженості поля та густину енергії поля в точці, яку задає викладач. Величину напруженості можна знайти за наближеною формулою, якщо вважати поле навколо точки, в якій розраховується напруженість однорідним,

, (6.9)

де та – потенціали найближчих двох еквіпотенціальних ліній до заданої точки, – відстань маж цими лініями, виміряна по силовій лінії, яка проходить через задану точку. Густину енергії знайти за формулою (6.4)

12. Порахувати за формулою (6.2) роботу по послідовному переміщенню заданого викладачем заряду між трьома точками, та знайти суму цих робіт. Якщо задана точка не лежить на еквіпотенціальній лінії, необхідно розрахувати його за лінійною апроксимацією пропорційно відрізкам до найближчих відомих потенціалів.

Контрольні запитання

1. Дайте визначення напруженості та потенціалу електростатичного поля. В яких одиницях вимірюються ці величини?

2. Записати формулу для роботи по переміщенню заряду в електричному полі.

3. Як зв'язані між собою напруженість поля і потенціал?

4. Чому поверхня провідника є еквіпотенціальною?

5. Які лінії називаються силовими? Які їх властивості?

6. Доведіть, що силові лінії перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.

7. За якими формулами знаходяться енергія та густина енергії електричного поля?

8. Що показує відносна діелектрична проникність середовища?

9. Чому дорівнює робота по переміщенню заряду в електричному полі по замкнутому шляху?