Реферат: Экспериментальные исследования электростатических полей с помощью электролитической ванны
Задание №3. Исследование электростатического поля вокруг проводников.
Таблица №5.
| j = j ( x,y) | x | y | j = j ( x,y) | x | y | j = j ( x,y) | x | y | j = j ( x,y) | x | y |
| 1 | -3,6 | 8 | 2 | 0,8 | 8 | 3 | 5,9 | 9 | 4 | 7,2 | 3 |
| 1 | -3,7 | 7 | 2 | 0,7 | 7 | 3 | 5,7 | 8 | 4 | 5,9 | 2 |
| 1 | -3,7 | 6 | 2 | 0,5 | 6 | 3 | 5,2 | 7 | 4 | 5,4 | 1 |
| 1 | -4 | 5 | 2 | 0,3 | 5 | 3 | 4,7 | 6 | 4 | 5,2 | 0 |
| 1 | -4,7 | 4 | 2 | 0,2 | 4 | 3 | 4,4 | 5 | 4 | 5,4 | -1 |
| 1 | -5 | 3 | 2 | 0,1 | 3 | 3 | 4,1 | 4 | 4 | 6,2 | -2 |
| 1 | -5,2 | 2 | 2 | 0,6 | -3 | 3 | 3,9 | 3 | 4 | 7,6 | -3 |
| 1 | -5,2 | 1 | 2 | 0,7 | -4 | 3 | 3,8 | 2 | |||
| 1 | -5 | 0 | 2 | 1 | -5 | 3 | 4,1 | -2 | |||
| 1 | -4,9 | -1 | 2 | 1,2 | -6 | 3 | 4,4 | -3 | |||
| 1 | -4,7 | -2 | 2 | 1,4 | -7 | 3 | 4,8 | -4 | |||
| 1 | -4,4 | -3 | 2 | 1,5 | -8 | 3 | 5,5 | -5 | |||
| 1 | -4,2 | -4 | 2 | 1,6 | -9 | 3 | 6 | -6 | |||
| 1 | -4 | -5 | 3 | 6,7 | -7 | ||||||
| 1 | -3,7 | -6 | 3 | 7,3 | -8 | ||||||
| 1 | -3,6 | -7 | 3 | 7,7 | -9 |
1). Потенциал на электродах: пластинке и втулке постоянен, то есть они являются эквипотенциальными поверхностями. Внутри полости потенциал также постоянен.
Таблица 6.
| j = j ( x,y) | x | y |
| 1,97 | -3 | 0 |
| 1,95 | 3 | 0 |
| 1,96 | 2 | -1 |
| 1,95 | -3 | -2 |
| 1,95 | 0 | 0 |
| 1,96 | -1 | 0 |
2). Распределение потенциала вдоль линии, охватывающей пластинку и расположенной на расстоянии
L = 3 ммот её края.
Таблица 7.
| j = j ( x,y) | x | y |
| 3,05 | 4 | 0 |
| 1,2 | -4,2 | 0 |
| 1,92 | 0 | -2,5 |
| 1,99 | 0 | 2 |
| 1,5 | -3 | 2,1 |
| 1,31 | -3 | -3 |
| 2,23 | 2 | -2 |
| 2,3 | 2 | 15 |
3). Эквипотенциальные линии.
4). Определение средней напряженности поля в нескольких точках вдоль силовой линии.
.
а). 
б). 
в). 
5). 
, 
.
Таблица 8.
| X, см | y, см | s , Кл / м2 | E, В / м | w , Дж / м3 |
| 4 | 0 | 3,24×10-9 | 366,6 | 5,95×10-7 |
| -4,2 | 0 | 2,21×10-9 | 250 | 2,77×10-7 |
| 0 | -5 | 8,85×10-11 | 10 | 4,43×10-10 |
| 0 | 2 | 1,18×10-10 | 13,3 | 7,82×10-10 |
| -3 | 2,7 | 1,33×10-9 | 150 | 9,96×10-8 |
| -3 | -3 | 1,9×10-9 | 213 | 2,00×10-7 |
| 2 | -2 | 8,23×10-10 | 93 | 3,80×10-8 |
| 2 | 1,5 | 1,02×10-9 | 116 | 5,95×10-8 |
Вывод. В ходе работы получены картины силовых и эквипотенциальных линий плоском и цилиндрическом конденсаторах, а также вокруг проводника, помещенного в электростатическое поле. Установлено, что проводники и полости внутри них в электростатическом поле являются эквипотенциальными поверхностями.
В плоском конденсаторе поле сосредоточено между пластинами, оно является однородным, а потенциал изменяется линейно.
В цилиндрическом конденсаторе поле также сосредоточено между пластинами, его напряженность обратно пропорциональна расстоянию от оси конденсатора до точки измерения. Потенциал изменяется логарифмически.
Поток вектора напряженности поля через коаксиальные с электродами цилиндрические поверхности постоянен, что совпадает с теоретическими предположениями (теорема Гаусса).