20xx用模擬法測繪靜電場實(shí)驗(yàn)報告!!-閱讀頁
2025-01-12 05:56本頁面
【正文】 度E是一個矢量。我們可以先測得等位面，再根據(jù)電力線與等位面處處正交的特點(diǎn)，作出電力線，整個電場的分布就可以用幾何圖形清楚地表示出來了。
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定靜電場的電位，是不可能的，因?yàn)槿魏未烹娛诫姳矶夹枰须娏魍ㄟ^才能偏轉(zhuǎn)，而靜電場是無電流的。人們在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，有些測量在實(shí)際情況下難于進(jìn)行時，可以通過一定的方法，模擬實(shí)際情況而進(jìn)行測量，這種方法稱為“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)的電場強(qiáng)度，ρ為不良導(dǎo)體的電阻率。由于穩(wěn)恒電流場和靜電場具有這種等效性，因此要測繪靜電場的分布，只要測繪相應(yīng)的穩(wěn)恒電流場的分布就行了。
（1）在測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限長同軸圓柱面電場模擬電極。
（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周圍找出電勢為10V的等勢點(diǎn)7個，扎孔為記。
2
（6）分別用8個等勢點(diǎn)連成等勢線（應(yīng)是圓），確定圓心O的位置。
（7）用游標(biāo)卡尺分別測出電極A和B的直徑2a和2b 。
（9）根據(jù)等勢線與電力線相互正交的特點(diǎn)，在等勢線圖上添置電力線，成為一張完整的兩無限長帶等量異號電荷同軸圓柱面的靜電場分布圖。
步驟同上
[數(shù)據(jù)記錄]
模擬電場分布測試數(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)和曲線板繪出園柱形同軸電纜電場等位線(注意電極的位置). 根據(jù)電力線垂直等位面,繪出電力線. 貼圖1：同軸援助體
貼圖2：聚焦電極
3
在圓柱形電纜電場分布圖上量出各等位線的半徑,計算V并與理論值比較,求出其相對誤差.
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）要具體計算 （4）要具體計算 （5）要具體計算
結(jié)果分析：
由圖中可以看出實(shí)際測量值都在理論值的下方，說明實(shí)驗(yàn)的誤差主要來自系統(tǒng)誤差。這充分說明實(shí)驗(yàn)中要保證水槽 的水介質(zhì)要均勻分布，并且描繪的等勢點(diǎn)不能太少，否則半徑會引入較大的誤差。 (2) 等勢面由人工擬合，因此半徑的計算較粗糙，估計至少?r?，分析對第一
組的影響，
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V?r?
由V?VA知，?V??r?A????
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8
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說明在確定數(shù)據(jù)點(diǎn)時，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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