Содержание отчета
1. Название работы.
2. Цель работы (техническое задание).
4. Характеристики электростатического поля.
5. Графическое изображение электростатических полей, примеры.
6. Сущность метода моделирования.
7. Схема установки со спецификацией.
8. Таблица координат точек, исследованных эквипотенциальных линий.
9. Чертеж поля в виде эквипотенциальных и силовых линий.
10. Расчет напряженности поля в точках линии АК и график напряженности .
Вопросы допускного контроля
1. В каких единицах в СИ выражаются напряженность и потенциал ?
1) Н/Кл и Дж; 2) В/м и Дж; 3) В/м и В; 4) Н/Кл и В.
2.
Эквипотенциальные линии
В
и
В
отстоят друг от друга на 1см. Чему равна
напряженность поля (в В/м) в промежутке
между этими линиями?
1)4; 2) 400; 3) 2800; 4) 28.
3. В некоторой точке пространства происходит наложение двух электрических полей, причем силовые линии этих полей взаимно перпендикулярны. Напряженность первого поля равна 300 В/м, потенциал + 100 В, а второго - 400В/м и - 80 В. Чему равны напряженность и потенциал в этой точке пространства?
1) 500 и 20; 2) 700 и 20; 3) 200 и 180; 4) 100^7 и -20.
Контрольные вопросы
1. Дайте определения характеристик электрического поля. Рассчитайте характеристики поля точечного заряда.
2. С помощью принципа суперпозиции рассчитайте напряженность поля диполя в тех точках, которые лежат на линии, перпендикулярной оси диполя.
3. Выведите формулу связи напряженности с потенциалом электростатического поля.
4. Сформулируйте теорему Гаусса. Рассчитайте с ее помощью напряженность поля бесконечной равномерно заряженной плоскости.
4. Как, применяя интегрирование, вычислить напряженность поля равномерно заряженного тонкого стержня в точке пространства, которая одинаково удалена от его концов? Необходимые исходные величины возьмите сами.
Лабораторная работа 5 измерение электрической емкости мостиком сотти
Цель работы: ознакомиться с мостовым методом измерения электрической емкости.
Теория метода
Электрическая емкость это способность проводника накапливать и удерживать заряд. Электрическая емкость уединенного проводника (или электроемкость), численно равная количеству заряда, которое нужно сообщить проводнику, чтобы изменить его потенциал на единицу:
,
где С - емкость, а q и φ - заряд и потенциал проводника.
Физический смысл электроемкости заключается в том, что для зарядки различных проводников до одного и того же значения потенциала им надо сообщить различное количество электричества (заряда). Следовательно, различные проводники при одном и том же потенциале обладают различной способностью вмещать в себя электрические заряды, что и определяет величину их электроемкости.
В системе двух близко расположенных друг от друга проводников, заряженных равными по абсолютной величине, но противоположными по знаку зарядами q, возникает разность потенциалов и пропорциональная q:
,
где C - взаимная емкость двух проводников:
.
Взаимная емкость двух проводников численно равна заряду, которых нужно перенести с одного проводника на другой, для изменения разности потенциалов между ними на единицу.
Устройство, состоящее из двух проводников, разделенных диэлектриком, называется конденсатором. Форма и расположение проводников должна обеспечивать сосредоточение электрического поля, созданного заряженными проводниками в ограниченной области пространства. Сами проводники называются в этом случае обкладками конденсатора. Емкость конденсатора представляет собой взаимную емкость его обкладок. Наибольшее распространение получили конденсаторы, состоящие из двух параллельных металлических пластин с площадью S каждая, расположенных на расстоянии d друг от друга (плоский конденсатор), его емкость выражается формулой:
.
Кроме плоского конденсатора существуют сферические, цилиндрические и др. конденсаторы.
Для получения варьированных значений электроемкостей используют параллельное и последовательное соединения конденсаторов. В случае параллельного соединения конденсаторов общая электроемкость:
.
Общая емкость при последовательном соединении конденсаторов определяется из соотношения:
.