2. Описание установки и метода

О сновой установки является пластмассовый планшет 1, покрытый электропроводящей бумагой. На бумагу нанесена координатная сетка. На планшете закреплены шесть шпилек 2 с резьбой. С помощью гаек к ним прикрепляются металлические электроды 3 (см. рис.4).

Набор электродов состоит из двух прямоугольных пластин с тремя отверстиями и двух круглых шайб с отверстием, которые закрепляют на средних шпильках планшета с каждой стороны. Шпильки являются контактами в электрической схеме. Третий контакт выполнен в виде металлического щупа 4.

Источник электрической энергии Е создает на электродах 3 разность потенциалов _max . С помощью делителя напряжения (реостата) R₁ можно изменять значения потенциала от 0 до _max на

11

одном из концов резистора R₂. Это значение измеряется вольтметром V. Потенциал на втором конце сопротивления R₂ определяется положением щупа 4 на проводящей бумаге. Гальванометр G фиксирует ток, протекающий через сопротивление R₂, если потенциалы на концах его не совпадают по величине.

Отсутствие электрического тока в цепи, показывает, что потенциал точки на планшете, которой касается щуп, и потенциал, который показывает вольтметр, одинаковы. Таким образом, перемещая щуп по проводящей бумаге, можно найти множество точек, имеющих заданный потенциал. Соединяя эти точки, можно построить одну из эквипотенциальных линий (сечение эквипотенциальной поверхности плоскостью планшета).

Для протекания тока через гальванометр, пространство между электродами 3 и щупом 4 следует заполнить проводящим веществом. Его проводимость должна быть на несколько порядков ниже проводимости металла, тогда все точки металлического электрода будут иметь, как и в вакууме, одинаковый потенциал. Выполнение этих условий обеспечивает бумага, покрывающая планшет 1. Суммарный электрический заряд любого малого объема бумаги равен нулю, независимо от протекания тока по ней. Электрическое поле создается только металлическими электродами и не отличается по конфигурации от поля, создаваемого этими же электродами в вакууме при такой же разности потенциалов на них.

Щуп может вносить искажение в распределение потенциала на проводящей бумаге только, если через него протекает ток. Используемый метод полностью исключает искажения такого рода.

3. Порядок выполнения работы

1. Заготовить в отчете 3 копии координатной сетки, нанесенной на электропроводящую бумагу.

2. Закрепить на шпильках два электрода прямоугольной формы. На первую копию координатной сетки в отчете нанести положение и форму электродов.

3. Замкнуть ключ Кл. Ползунок реостата R₁ перевести в положение, соответствующее максимальному показанию вольтметра _max . Записать это значение.

12

4. Перевести ползунок реостата в положение соответствующее 1/4_max.

5. Перемещая щуп по поверхности бумаги вдоль прямой, соединяющей центры электродов, найти точку, в которой ток через гальванометр отсутствует. Нанести положение найденной точки на первую копию координатной сетки.

6. Перемещая щуп в различных направлениях найти такие направления его движения, вдоль которых ток через гальванометр отсутствует. Перенести на копию координатной сетки достаточное для построения эквипотенциальной линии число точек, прикосновение к которым щупа не приводит к появлению тока

7. По нанесенным точкам построить эквипотенциальную линию, соответствующую потенциалу ₁ = 1/4_max .

8. Измерения, описанные в пунктах 5-7, повторить при показаниях вольтметра равных _max/2 и 3_max/4, построить соответствующие эквипотенциальные линии.

9. Измерения, описанные в пунктах 2-8, повторить для двух круглых шайб и для прямоугольного электрода и шайбы.