1.2. Описание экспериментальной установки

На рис. 1.1 приведена схема установки к лабораторной работе 1.

Рис. 1.1. Электрическая модель фрагмента плоской стены

Экспериментальные установки лабораторных работ 1, 2, и 3 представляют собой электрические модели конкретных ограждающих конструкций: наружной стены, наружного угла и стены с теплопроводным включением. Эти модели изготовлены из электропроводного материала (графитизированной бумаги).

Принципы создания экспериментальной модели (стены, угла):

- выбирается лист электропроводной бумаги, такой чтобы длина листа была бы много больше его ширины;

- пусть ширина листа модели l_м (рис.1.2), на листе следует выделить три полоски: две – моделирующие пристеночные слои (, l_в), одну - моделирующую стену (l₀).

Рис. 1.2. К расчету ширины полосок l_н и l_в

Значения l₀, l_в, l_н определяют с соблюдением масштаба сопротивлений из соотношений:

где ;

Откуда следует: и аналогично .

В электрической модели лабораторного практикума по строительной физике надо оговорить одну особенность. Для каждого конкретного значения параметров α_в, α_н, λ и k (коэффициент подобия) необходимо изменять ширину полосок l_н и l_в, что очень непросто сделать в учебной лаборатории. Студентам выдаются индивидуальные различные значения λ и k, что может привести к «краевым эффектам» нарушающим точное соответствие «строительная конструкция – модель». Особенно важно это при расчетах тепловых потоков и температурных скачков на границах.

Температуру окружающей среды моделируют электрические потенциалы, подаваемые на шины 8 и 11 через выключатель К (см. рис. 1.1) от источника постоянного тока ε.

Одна клемма выключателя К через переменный резистор r и гальванометр G соединена со свободным щупом 10. Величина переменного резистора r подобрана так, чтобы ток щупа был значительно меньше общего тока, проходящего через модель. Выполнение этого условия необходимо для того, чтобы ток щупа не искажал электрическое поле модели. В этом случае ток, измеренный гальванометром, будет пропорционален потенциалу точки квазистатического поля, к которой прикасается щуп. Все поле модели разбито сеткой, в узлах которой установлены клеммы 9. Наличие оси симметрии позволяет усреднять результаты измерений (конечно, если в модели нет дефектов).

1.3. Порядок проведения эксперимента

При проведении опытов необходимо выполнить указание (пункт 5) по технике безопасности.

Измерения проводятся следующим образом.

1. После того как обеспечен надежный контакт щупа с шиной, имитирующей температуру наружного воздуха, необходимо включить выключатель К и, регулируя величину сопротивления r, вывести стрелку гальванометра на максимальное деление n_max (задать температурный масштаб (t_в – t_н ~ n_max).

Касаясь щупом поочерёдно каждой клеммы, измерить и записать в таблицу по форме 1 ток щупа I в делениях шкалы гальванометра n_i.

Форма 1

Номер клеммы	Отсчёты по гальванометру
	А	Б	Г	Д	Е
1
2
3
4
5
6
7