- •§ 1. Напруженість та потенціал електростатичного поля 54
- •Електровимірювальні прилади
- •1.Магнітоелектричні прилади.
- •2. Електромагнітні прилади.
- •3. Електродинамічні прилади.
- •4. Теплова система
- •Розрахунки вимірювальних приладів Магнітоелектрична система Гальванометр.
- •Балістичний гальванометр.
- •Амперметр.
- •Вольтметр.
- •Електромагнітна система
- •Електродинамічна система Ватметр.
- •Теплова система
- •Похибки електровимірювальних приладів
- •Лабораторна робота №22
- •Хід виконання роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів.
- •Контрольні питання
- •Лабораторна робота №21
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірювання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Контрольні питання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірювання
- •Контрольні питання
- •Хід виконання лабораторної роботи
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 3. Визначення періоду вільних коливань рамки гальванометра.
- •Завдання 4. Визначення зовнішнього критичного опору гальванометра.
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 1.
- •Методика обробки результатів вимірів
- •Завдання 2
- •Контрольні питання
- •2. Потенціал поля. Еквіпотенціальні поверхні
- •3. Диференціальний звязок напруженості і потенціалу поля.
- •4. Інтегральний зв'язок напруженості та потенціалу поля.
- •5. Взаємне розташування силових ліній та еквіпотенціальних поверхонь
- •§ 2. Електроємність провідників Ємність відокремленого провідника.
- •Взаємна електроємність.
- •Конденсатори
- •Плоский конденсатор.
- •Постійний струм § 3. Струм, сила струму, густина струму
- •Класична модель розрахунку густини струму
- •Закон Ома у диференціальній формі
- •Закон Ома в інтегральній формі
- •§ 4. Cтороннi сили, ерс
- •§ 5. Правила Кiрхгофа
- •Магнетизм §6. Закон Бiо - Савара – Лапласа та його застосування
- •3.Магнітне поле соленоїда.
- •§ 7. Закон Ампера, сила Лоренця
- •§8. Визначення питомого заряду електрона
Хід виконання роботи
Робота виконується на стенді, представленому на фото, де умовно позначено:
1-циліндричні електорди; 2-пластинчасті плоскі електроди; 3-ванна; 4-чутливий мікроамперметр з внутрішнім опором R; 5-щуп; 6-клеми джерела живлення.
Завдання 1.
Вивчення електростатичного поля двох циліндричних зарядів.
Помістити у ванну два плоских електроди. Підключити до джерела живлення 6 вимірювальну схему. Переміщаючи щуп 5 уздовж лінії, що з'єднує електроди, знайти точки поля, потенціал в яких дорівнює нулю і перенести їх зображення на координатну площину на міліметрівці. З'єднавши ці точки плавною кривою, одержати зображення нульової еквіпотенціальної лінії.
2. Переміщуючи щуп вище й нижче точок нульового потенціалу, визначити положення 6-8 точок, що мають потенціали рівними +1 В і -1 В, +2 В і -2 В і т.п.
3. Використовуючи координатну сітку, перенести зображення точок потенціалу електростатичного поля на міліметрівку і побудувати систему еквіпотенціальних ліній.
Намалювати силові лінії електростатичного поля, які повинні бути перпендикулярними еквіпотенціальним лініям.
Впевнитися, що еквіпотенціальні та силові лінії є прямими, що відповідає однорідному електростатичному полю, як це представлено на малюнку.
Завдання 2.
1. Помістити у ванні два циліндричних електроди.
2. Визначити положення еквіпотенціальних точок, перенести і побудувати на міліметрівці еквіпотенціальні та силові лінії електричного поля і порівняти з розподілом силових ліній на малюнку.
Завдання 3.
1. Помістити в електролітичну ванну плоскі електроди. Поставити між електродами в центрі металевий диск.
2. Дослідити розподіл потенціалу в моделі поля плоского конденсатора при наявності металу між його пластинами. Побудувати відповідні еквіпотенціальні і силові лінії на міліметрівці.
Методика обробки результатів вимірів
Визначивши положення еквіпотенціальних та силових ліній досліджених полів, обчислити для кожного з них значення напруженості електричного поля в 3-х довільно визначених точках поля А за формулою
,
де Δ різниця потенціалів між двома сусідніми точці А еквіпотенціальними лініями, що знаходяться на відстані Δх. Відрізок повинен проходити через точку А і бути найкоротшим.
Результати обчислень занести до протоколу і проаналізувати їх..
Контрольні питання
1. Яке поле називається електростатичним?
2. Що називається напруженістю й потенціалом електростатичного поля?
3. Що таке силові лінії й еквіпотенціальні поверхні електростатичного поля?
4. Установіть зв'язок між напруженістю й потенціалом електростатичного поля.
5. Доведіть, що силові лінії нормальні до еквіпотенціальних поверхонь.
6. Умова потенційності силового поля. Доведіть, що електростатичне поле є потенційним.
Лабораторна робота № 23
Вимірювання ємності конденсатора
Мета роботи.
За допомогою балістичного гальванометра, методом порівняння обчислити ємність конденсатора та з’єднаних конденсаторів.
Прилади та обладнання
блок живлення,
конденсатор відомої ємності,
конденсатор невідомої ємності,
балістичний гальванометр.
Коротка теорія.
Балістичний гальванометр описано у вступній частині. Він дозволяє вимірювати кількість електрики (заряд), що протікає через його рамку протягом невеликого проміжку часу
,
де Сq балістична стала гальванометра (у даному випадку Сq виміряється в кулонах на поділку); відхилення стрілки чи "зайчика" гальванометра.
Конденсатор докладно розглянуто у Додатку ( § 2). Ємність деякого конденсатора Сх можна визначити, порівнюючи його з конденсатором відомої ємності С0 (еталонний конденсатор). Для цього еталонний конденсатор і конденсатор невідомої ємності заряджають і розряджають через балістичний гальванометр.
За визначенням ємності конденсаторів запишемо у вигляді
, , (1)
де U та q напруга та заряд конденсаторів.
З (1) можна одержати відношення ємностей конденсаторів
. (2)
Якщо Ux=U0, то з (2) одержимо
. (3)
Розряджаючи конденсатори через балістичний гальванометр, визначимо їх заряди
, , (4)
де х і 0 - відліки стрілки балістичного гальванометра. Підставляючи (4) в (5), одержимо робочу формулу для визначення невідомої ємності
. (5)