Файл: Отчет по лабораторной работе 01 Изучение электростатического поля.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Отчет по практике

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 30.11.2023

Просмотров: 324

Скачиваний: 14

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Университет ИТМО Физико-технический мегафакультет

Физический факультет



Группа U3178


К работе допущен

СтудентГатауллина АлинаМаратовна
Работа выполнена

ПреподавательФоксМ.Э.

Отчет принят


Рабочий протокол и отчет по лабораторной работе № 3.01




Изучение электростатического поля методом моделирования




  1. Цель работы.



Построение сечений эквипотенциальных поверхностей и силовых линий электростатического поля на основе экспериментального моделирования распределения потенциала в слабо проводящей среде.

  1. Задачи, решаемые при выполнении работы.





    1. Изменить статическое электрическое поле на электрическое поле в слабо проводящей среде.

    2. Установить эквивалентность уравнений и процессов, происходящих в электрическом и электростатическом полях.

    3. Обосновать необходимость использования переменного тока низкой частоты вместо постоянного тока.

    4. Доказать, что переменный синусоидальный ток в электролите не является потенциальным.



  1. Объект исследования.



Электростатическое поле.

  1. Метод экспериментального исследования.



Метод моделирования.

  1. Рабочие формулы и исходные данные.




  1. Измерительные приборы.


№ п/п

Наименование

Типприбора
Используемыйдиапазон
Погрешностьприбора


1

Вольтметр
Электронныйизмерительный

[0;20]В

±0,005В

2
Разлинованноеднованны
Измерительный
[0;280]мм
±0,5мм



  1. Результаты прямых измерений и их обработки (таблицы,примерырасчетов).




Потенциал эквипотенциальной линии, В
Координаты X точек эквипотенциальной линии, мм

При

Y = 20 мм
При

Y = 60 мм
При

Y = 100 мм
При

Y = 140 мм
При

Y =180 мм

???? = 1,42
20,0
24,0
25,0
21,0
5.0

???? = 3,09
60,0
62,0
62,0
61,0
58,0

???? = 4,80
100,0
101,0
101,0
101,0
100,0

???? = 6,67
140,0
140,0
140,0
140,0
140,0

???? = 8,45
180,0
178,0
178,0
179,0
181,0

???? = 10,15
220,0
219,0
218,0
218,0
219,0

???? = 11,64
260,0
256,0
254,0
255,0
258,0


Таблица 1. Координаты точек эквипотенциальных линий и их потенциалы для конфигурации поля без проводящего кольца.



Потенциал эквипотенциальной линии, В
Координаты X точек эквипотенциальной линии, мм

При

Y = 20 мм
При

Y = 60 мм
При

Y = 100 мм
При

Y = 140 мм
При

Y =180 мм

???? = 1,93
20,0
23,0
23,0
21,0
8,0

???? = 3,86
60,0
64,0
51,0
53,0
57,0

???? = 5,61
100,0
82,0
75,0
83,0
102,0

???? = 6,60
140,0
140,0
140,0
140,0
140,0

???? = 7,72
180,0
198,0
209,0
201,0
185,0

???? = 9,15
220,0
226,0
229,0
225,0
219,0

???? = 10,96
260,0
258,0
259,0
259,0
259,0


Таблица 2. Координаты точек эквипотенциальных линий и их потенциалы для конфигурации поля с проводящим кольцом.
Длины участков силовых линий между точками в центре и в окрестностях электродов ванны:
????ц = 19 ± 0,5 мм

????л = 18 ± 0,5 мм

????п = 18 ± 0,5мм

  1. Расчет результатов косвенных измерений (таблицы,примерырасчетов).


Напряженность в центре электролитической ванны:
???? = ????1−????2 = 6,67−4,80 = 0,10 ( В )



ц ????ц 18 мм
Напряженность в окрестностях электродов:



????л =

????3 − ????4


????

3,09 − 1,42 В

= 19 = 0,09 ( )

л
????5 − ????6

мм
611,64 − 10,15 В

????п =

=

????п

19 = 0,08 (мм)



Поверхностная плотность электрического заряда на электродах:


????л
????п

= ????0
= ????0

∗ ????л
∗ ????п

= 8,85 × 10−12 × 0,09 = 0,8 × 10−12(Кл)

м2
= 8,85 × 10−12 × 0,08 = 0,7 × 10−12(Кл)

м2


Минимальная и максимальная напряжённость для ванны с проводящим кольцом:

???? = 0 ( В ) – внутри кольца, так как потенциал на краях кольца и внутри него постоянен,



???????????? мм

следовательно разность потенциалов равна нулю.
???? = 6,62−5,61 = 0,51 ( В ) – с левой стороны от кольца, там, где ближе всего проведена



???????????? 2 мм

силовая линия. Напряженность в данной области больше чем в пять раз больше, чем напряженности в окрестностях электродов и в центре поля с конфигурацией без кольца.


  1. Расчет погрешностей измерений (дляпрямыхикосвенныхизмерений).


Найдём погрешности напряжённостей для пустой ванны через частные производные:
∆(????1 − ????2) = ∆????и = 0,005 В

∆???? = ∆????и = 0,5 мм

∆????

= √( 1 ∗ ∆(????



− ????


))2 + (− ????1−????2 ∗ ∆????)2 = √( 1 ∗ 0,005)2 + (− 6,67−4,8 ∗ 0,5)2 = ±0,003 ( В )



ц ????ц 1 2

????ц2 19

361 мм

1 ????3−????4 1

∆???? = √( ∗ ∆(???? − ???? ))2 + (− ∗ ∆????)2 = √(



∗ 0,005)2 + (− 3,09−1,42 ∗ 0,5)2 = ±0,003 ( В )



л ????л 3 4

????л2 18

324 мм

∆????

= √( 1 ∗ ∆(????



− ????


))2 + (− ????5−????6 ∗ ∆????)2 = √( 1 ∗ 0,005)2 + (− 11,64−10,15 ∗ 0,5)2 =


Смотрите также файлы