20xx用模擬法測(cè)繪靜電場(chǎng)實(shí)驗(yàn)報(bào)告!!-閱讀頁(yè)
2025-01-12 05:56本頁(yè)面
【正文】 度E是一個(gè)矢量。我們可以先測(cè)得等位面，再根據(jù)電力線(xiàn)與等位面處處正交的特點(diǎn)，作出電力線(xiàn)，整個(gè)電場(chǎng)的分布就可以用幾何圖形清楚地表示出來(lái)了。
實(shí)驗(yàn)中的困難
實(shí)驗(yàn)上想利用磁電式電壓表直接測(cè)定靜電場(chǎng)的電位，是不可能的，因?yàn)槿魏未烹娛诫姳矶夹枰须娏魍ㄟ^(guò)才能偏轉(zhuǎn)，而靜電場(chǎng)是無(wú)電流的。人們?cè)趯?shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有些測(cè)量在實(shí)際情況下難于進(jìn)行時(shí)，可以通過(guò)一定的方法，模擬實(shí)際情況而進(jìn)行測(cè)量，這種方法稱(chēng)為“模擬法”。這種模擬屬于數(shù)學(xué)模擬。電流密度為
??E?
j?
?
式中E′為不良導(dǎo)體內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度，ρ為不良導(dǎo)體的電阻率。由于穩(wěn)恒電流場(chǎng)和靜電場(chǎng)具有這種等效性，因此要測(cè)繪靜電場(chǎng)的分布，只要測(cè)繪相應(yīng)的穩(wěn)恒電流場(chǎng)的分布就行了。
（1）在測(cè)試儀上層板上放定一張坐標(biāo)記錄紙，下層板上放置水槽式無(wú)限長(zhǎng)同軸圓柱面電場(chǎng)模擬電極。
（2）按圖175接好電路。
（3）接通電源，K2扳向“電壓輸出”位置。
（4）將交流毫伏表與下探針連接。同理再在A周?chē)页鲭妱?shì)為10V的等勢(shì)點(diǎn)7個(gè)，扎孔為記。
2
（6）分別用8個(gè)等勢(shì)點(diǎn)連成等勢(shì)線(xiàn)（應(yīng)是圓），確定圓心O的位置。
（7）用游標(biāo)卡尺分別測(cè)出電極A和B的直徑2a和2b 。
（9）根據(jù)等勢(shì)線(xiàn)與電力線(xiàn)相互正交的特點(diǎn)，在等勢(shì)線(xiàn)圖上添置電力線(xiàn)，成為一張完整的兩無(wú)限長(zhǎng)帶等量異號(hào)電荷同軸圓柱面的靜電場(chǎng)分布圖。
步驟同上
[數(shù)據(jù)記錄](méi)
模擬電場(chǎng)分布測(cè)試數(shù)據(jù)
V理(V) r(cm) V理
？ ？
1．10 8．17 2．1%
1．50 4．9%
2．15 3．4%
3．12 3．8%
？ ？ ？
3．58 6．
5%
V實(shí)?V理
V理
(%)
？
處理：
用圓規(guī)和曲線(xiàn)板繪出園柱形同軸電纜電場(chǎng)等位線(xiàn)(注意電極的位置). 根據(jù)電力線(xiàn)垂直等位面,繪出電力線(xiàn). 貼圖1：同軸援助體
貼圖2：聚焦電極
3
在圓柱形電纜電場(chǎng)分布圖上量出各等位線(xiàn)的半徑,計(jì)算V并與理論值比較,求出其相對(duì)誤差.
rln(1)
?(V)； （1）r1?；則V1?VA
aln()b
Ev?
V實(shí)?V理
V理
?100%??%
rln(1)
?(V)； （2）r2?；則V2?VA
aln()b
Ev?
V實(shí)?V理
V理
?100%??%
（3）要具體計(jì)算 （4）要具體計(jì)算 （5）要具體計(jì)算
結(jié)果分析：
由圖中可以看出實(shí)際測(cè)量值都在理論值的下方，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)的誤差主要來(lái)自系統(tǒng)誤差。這充分說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中要保證水槽 的水介質(zhì)要均勻分布，并且描繪的等勢(shì)點(diǎn)不能太少，否則半徑會(huì)引入較大的誤差。 (2) 等勢(shì)面由人工擬合，因此半徑的計(jì)算較粗糙，估計(jì)至少?r?，分析對(duì)第一
組的影響，
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V?r?
由V?VA知，?V??r?A????
???100%?12%
8
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說(shuō)明在確定數(shù)據(jù)點(diǎn)時(shí)，一定要保證裝置以及操作的穩(wěn)定性，另外數(shù)據(jù)盡量多，以減少實(shí)驗(yàn)值的
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