2. Описание лабораторной установки
Установка состоит из диэлектрического прямоугольного поддона, заполненного кварцевым песком, на противоположных концах которого установлены крепления для съёмных электродов и зажимы для подачи напряжения на них. Для придания кварцевому песку полупроводящих свойств используется солевой раствор, которым увлажняют песок перед началом эксперимента. Набор электродов состоит из двух шаров, двух проводящих цилиндров и двух пластин. Электроды легко снимаются с креплений на поддоне и надёжно устанавливаются на них с помощью зажимов. Напряжение на установку подается от сети 220 В. С помощью ЛАТРа, через рубильник подается напряжение на схему не больше 30 В. В работе используют малопредельный вольтметр для определения точек с равными потенциалами и построения эквипотенциальных линий.
Рисунок 3. Схема лабораторной установки.
1 - поддон; 2 - мокрый кварцевый песок; 3 - крепления; 4 - электроды;
5 – ЛАТР
Техника безопасности при выполнении работы.
1.Включать установку разрешается после осмотра её преподавателем или лаборантом.
2.Смену электродов производить только при видимом разрыве цепи.
3. Ход работы
Перед началом работы необходимо приготовить несколько листов бумаги, на которой в масштабе будет наноситься картина электрического поля.
Ознакомиться с правилами техники безопасности!
1.Собрать схему согласно рисунку 3.
2.Установить электроды по следующим комбинациям:
1) шар-шар;
2) плоскость-плоскость;
3) цилиндр-цилиндр;
4) шар-плоскость;
5) плоскость-цилиндр.
3.Включить автомат и ЛАТРом подать напряжение на установку (не больше 30 В)
4.Касаясь одним из двух щупов начальной точки (поверхности), отыскать другим щупом точки равного потенциала. Вольтметр в этих точках должен показывать "0".
5.Нанести их на лист бумаги и соединить, получая эквипотенциальную линию.
6. Задаваясь разностью потенциалов между соседними линиями, найти точки соединений эквипотенциальных линий до построения последней линии, не ближе 5см от электрода.
7. Поворачивая ручку ЛАТРа до "0", выключить автомат и произвести смену электродов.
8. Повторить пункты 3 - 7.
9.По окончании работы снять напряжение с установки, разобрать электрическую схему, очистить электроды от песка.
4. Обработка экспериментальных данных
1.Построить и привести полученные картины электрического поля в отчете.
2.Нанести на картины полей линии тока (силовые линии поля).
3.Сделать выводы о влиянии формы электродов на картину поля.
4.Дать характеристики картин электрических полей.
5. Контрольные вопросы
1. Объяснить порядок построения силовых линий картины поля.
2. Чем обусловлена необходимость анализа электрического поля при решении задач ТВН?
3. Что такое эквивалентные заряды?
4. Объяснить влияние формы электродов на форму электростатического поля.
5. Объяснить различие значений напряжения для одного варианта электродов между сухим и увлажненным грунтом.
6.Как называется используемый метод моделирования?
7. Записать основные уравнения, описывающие электростатическое поле.