3. Порядок выполнения работы:
Собрать схему (рис 1)
Установить щуп в геометрический центр проводящего листа. Потенциометром блока питания (БП) установить стрелку гальванометра (Г) на ноль.
Касаясь щупом поверхности листа, провести линию равного потенциала. Первая такая линия совмещается с диаметральной, проходящей перпендикулярно отрезку, соединяющему центры клемм. Вправо и влево от первой линии через одинаковые приращения потенциала проводятся остальные линии равного потенциала.
Рис.1 Рис.2
4. Обработка результатов эксперимента
На полученную экспериментальную картину линий равного потенциала нанести картину линий тока с соблюдением требований построения графической картины электростатического плоскопараллельного поля.
По известной, из теории электростатического поля, двухпроводной линии вычислить радиус R и координату центра окружности равного потенциала X, отсчитываемую от середины отрезка, соединяющего клеммы :
;
где
k – уравнение любой линии равного потенциала ;
r2 – расстояние до отрицательно заряженной оси;
r1 – расстояние до положительно заряженной оси;
b – половина расстояния между клеммами;
Значение числа К для каждой линии равного потенциала определить из экспериментальной части работы. При этом расстояния r1 и r2 отсчитывать по линии, соединяющей клеммы.
На рисунке картины поля, снятой экспериментально, провести окружности равного потенциала согласно данным п.2 (рис 2).
Окружности, изображающие линии напряженности, нужно построить так, чтобы весь лист был разделен на целое число трубок равного тока, что соответствует делению электрического поля 2-проводной линии на трубки равного потока электрического смещения. Обозначим угол, под которым виден отрезок, соединяющий центры клемм из точек, лежащих на линии тока. Для разделения пространства на трубки равного тока необходимо линии тока строить таким образом, чтобы угол при переходе от одной линии к другой увеличивался на одну и ту же величину . Из центра одной клеммы, например C, провести прямые CA и CB. Угол между ними делится на равные части, число которых равно числу трубок тока. Число трубок тока следует выбирать так, чтобы средняя длина и средняя ширина ячейки сетки поля были по возможности равны друг другу.
Провести лучи CE, CF, CK, CL и т.д. таким образом, чтобы точки пересечения этих лучей с диаметром AB лежали на искомых линиях тока.
Провести линии тока, являющиеся дугами окружностей, проходящими через центры клемм, подводящих ток. Центры окружностей лежат на линии AB и ее продолжении. Таким образом, для построения любой окружности имеем три точки, например C, E, D.
Определить графически емкость линии на единицу длины.
5. Содержание отчета:
Копия (на кальке или миллиметровой бумаге) экспериментальной картины линий равного потенциала, дополненной картиной линий трубок тока.
Расчетные данные для определения радиуса и координаты центра окружностей теоретических линий равного потенциала.
Построенные, согласно расчетам, линии равного потенциала на том же рисунке, на котором отражены экспериментальные данные.
Построенные линии тока.
Графический расчет емкости линии на единицу длины.