Описание установки и метода измерений

В ванну, сделанную из плексигласа, помещают металлические электроды А и В, поле между которыми хотят изучить (см. рис. 2, контуры ванны показаны пунктиром). Ванна заполняется раствором поваренной соли в воде. Электроды А и В опираются на дно ванны и возвышаются над поверхностью уровня налитого в ванну электролита. Изучению подлежит поле, создаваемое электродами, конфигурация которых может меняться по желанию экспериментатора.

Для определения потенциала в любой точке поля (на рис. 2 - точка С) используется метод зонда, который включается в диагональ моста Уитстона.

Рис. 2.

В измерительную часть схемы, кроме зонда Z, входят: нулевой гальванометрG, вольтметрVи делитель напряженияR. Перемещая движок на делителе напряженияR, можно этому движкуDпридавать различные значения потенциала относительно электродов. Если зонд находится в такой точке поля, потенциал которой равен потенциалу на движке делителя, то тока в цепи зонда и гальванометра не будет. Значение потенциала точкиCотносительно электрода В можно определить с помощью вольтметраV.

Надо заметить, что для устранения вредного влияния поляризации электродов питание мостика Уитстона осуществляется переменным напряжением.

Процесс изучения исследуемого поля сводится к следующему: перемещая по этапам движок на делителе напряжения, придают движку различные значения потенциала. Для каждого установленного на движке значения потенциала находят путем перемещения зонда в ванне геометрическое место всех точек поля, для которых ток в цепи зонда будет равен нулю. Для фиксации этих точек на бумаге служит пантограф 2 (рис.3).

На рисунке 3 показаны основные узлы установки: ванна с раствором – 1, пантограф – 2, пульт – 3, деревянное основание 4 с регулируемыми по высоте опорами – 5.

Ванна выполнена из оргстекла и установлена на подставке 6, которая с помощью специального упора 7, находящегося под подставкой, может наклоняться под углом 0 – 10° к плоскости основания. По направляющим подставки вдоль ванны перемещаются два зажима 8 (на рисунке показан только один зажим 8 и соответственно один электрод), закрепленных в нужном положении ручками 9.

Рис. 3.

На конце стержня 10 с помощью ручек 11 крепятся сменные электроды 12, которые могут перемещаться вдоль стержня 10 поперек ванны. На другом конце стержня 10 имеются ручки для подсоединения монтажных проводов 13.

Пантограф 2 расположен на столе 16 и на конце стержня В имеет щуп 14 с электродом, опущенным в ванну. На конце А закреплен карандаш 15, который может свободно перемещаться вместе с рычагами над листом бумаги, которая закрепляется на столе 16 с помощью прижима 17. Система рычагов пантографа устроена таким образом, что все перемещения зонда в ванне автоматически воспроизводятся перемещениями карандаша над листом бумаги.

На пульте 3 изображена принципиальная электрическая схема прибора и расположены клеммы для присоединения концов монтажных проводов, тумблеры Т и К, предохранитель, делитель D.