Протокол наблюдений к лабораторной работе №5 «исследование электростатического поля двухпроводной линии методом моделирования»
табл. 1
№ |
1 |
2 |
x, см |
9,2 |
30,4 |
y, см |
14,4 |
14,4 |
φ, В |
0 |
16,7 |
θl = 0,05 см
θφ = 0,05 В
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
x, см |
11,2 |
13,3 |
15,4 |
17,5 |
19,6 |
21,7 |
23,8 |
25,9 |
28 |
28,8 |
y, см |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
φ, В |
1,7 |
4,3 |
5,7 |
7,2 |
8,5 |
10,0 |
11,2 |
12,8 |
15,4 |
16,5 |
табл.2
№ |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
x, см |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
32 |
33 |
34 |
35 |
36 |
y, см |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
14,4 |
φ, В |
3,3 |
3,1 |
2,9 |
2,5 |
1,8 |
15,3 |
14,6 |
14,2 |
13,8 |
13,7 |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
x, см |
18 |
18,5 |
17,5 |
18 |
18 |
y, см |
20 |
20 |
20 |
19,5 |
20,5 |
φ, В |
7,7 |
8 |
7,5 |
7,8 |
7,8 |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
x, см |
18 |
18,5 |
17,5 |
18 |
18 |
y, см |
8 |
8 |
8 |
7,5 |
8,5 |
φ, В |
7,7 |
8 |
7,5 |
7,8 |
7,8 |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
x, см |
4 |
3,5 |
4,5 |
4 |
4 |
y, см |
8 |
8 |
8 |
7,5 |
8,5 |
φ, В |
3,9 |
3,9 |
3,9 |
4 |
3,8 |
№ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
x, см |
4 |
3,5 |
4,5 |
4 |
4 |
y, см |
20 |
20 |
20 |
19,5 |
20,5 |
φ, В |
3,9 |
3,9 |
3,9 |
3,8 |
4 |
ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
1. По формуле рассчитаем экспериментальные значения напряженности поля в точках, расположенных вдоль линии, соединяющей электроды, и внесем значения в табл.7. Нанесем на график ход (1) изменения напряженности электрического поля вдоль этой линии (только экспериментальные точки).
=>
табл.7
E12
,
|
20,00 |
E13 , |
30,00 |
E14 , |
55,00 |
|
|
E2 , |
-95,24 |
E3 , |
-69,05 |
E4 , |
-66,60 |
E5 , |
-66,60 |
E6 , |
-64,29 |
E7 , |
-66,60 |
E8 , |
-100,00 |
E9 , |
-127,59 |
|
|
E17 , |
55,00 |
E18 , |
40,00 |
E19 , |
25,00 |
=
20,00
(
)
2. Считая диэлектрическую проницаемость моделируемой области = 1, определим по значению напряженности в одной из точек на линии между электродами моделируемый заряд (линейную плотность).
,
где τ
–
моделируемый заряд,
x – расстояние от электрода до этой точки,
d
– расстояние между электродами.
Рассчитаем, внесём в табл. 8 и нанесем на график с экспериментальными точками теоретические кривые (2) изменения напряженности электрического поля вдоль линии, соединяющей центры электродов.
табл.8
E1 , |
-198,57 |
E2 , |
-108,76 |
E3 , |
-81,99 |
E4 , |
-71,22 |
E5 , |
-67,89 |
E6 , |
-70,12 |
E7 , |
-79,13 |
E8 , |
-101,46 |
E9 , |
-168,99 |
E10 , |
-243,15 |
3. Определим и внесем в табл. 9 экспериментальные значения проекций на оси координат и модули напряженности поля в точках в остальных опытах.
табл.9
i |
|
|
|
1’ |
-50 |
0 |
-50 |
2’ |
-50 |
0 |
-50 |
3’ |
0 |
20 |
20 |
4’ |
0 |
-20 |
-20 |
=
=
-50,00 (
)
=
=
0 (
)
E1’
=
=
50,00 (
)
4. Нанесем на эскиз модели изображения нескольких векторов напряженности поля (8 точек на линии, соединяющей электроды и во всех точках в стороне от этой линии).
Масштаб
1:2
-50,00±5,59
В/м
-50,00±5,59
В/м
-20,00±5,10
В/м
20,00±5,10
В/м
-66,60±1,43
-127,59±2,79
-100,00±1,68
-64,29±1,42
-66,60±1,43
-69,05±1,45
-66,60±1,43
-95,24
±
1,64
20
8
18
4
2
2
0
x,
см
y,
см
5. Рассчитаем для выбранных векторов напряженности погрешности их модулей, запишем полученные результаты в стандартном виде в табл.10 и на эскизе, рядом с соответствующим вектором.
табл.11
i |
Ei , В/м |
|
|
2 |
-95,24 |
1,64 |
|
3 |
-69,05 |
1,45 |
|
4 |
-66,60 |
1,43 |
|
5 |
-66,60 |
1,43 |
|
6 |
-64,29 |
1,42 |
|
7 |
-66,6 |
1,43 |
|
8 |
-100,00 |
1,68 |
|
9 |
-127,59 |
2,79 |
|
|
|
|
|
1’ |
-50,00 |
5,59 |
|
2’ |
-50,00 |
5,59 |
|
3’ |
20,00 |
5,10 |
|
4’ |
-20,00 |
5,10 |
|
,
В/м
(В/м)
ВЫВОД
В ходе лабораторной работы было рассчитано напряжение по экспериментальным и теоретическим формулам. Сравнение значений было отображено на графике. Также были построены изображения некоторых векторов напряженности данного поля на эскизе модели установки. Через них были проведены схематические линии напряженности. Подтвердилось, что данные формулы справедливы не только для электростатического поля, но и для поля электрического тока в проводящей среде.