Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
им. В.И. Ульянова (Ленина)»
Кафедра физики
Отчет по лабораторной работе № 3 «Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования (поток электрической индукции)»
Выполнил : Попов Алексей Павлович
Группа № 8802
Преподаватель: Чурганова Серафима Сергеевна
Оценка лабораторного занятия |
||||
Вопросы |
Подготовка к лабораторной работе |
Отчет по лабораторной работе |
Коллоквиум |
Комплексная оценка |
|
|
|
|
|
Санкт-Петербург, 2019
Лабораторная работа № 3 Исследование электростатического поля двухпроводной линии методом моделирования
Работа № 3. Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования (поток электрической индукции). Цель работы: Ознакомление с методикой моделирования электростатического поля в токопроводящей среде, исследование электростатического поля, созданного системой проводящих тел, исследование интегральных характеристик электростатического поля – поток вектора напряжённости и индукции, теорема Гаусса, циркуляция вектора напряженности.
Схема установки.
Лабораторный макет установки для моделирования электростатического поля
В работе используется планшет (1), покрытый проводящей бумагой, с нанесенными на него металлическими электродами (2). На планшете установлены две подвижные линейки (3), с помощью которых определяются координаты щупа (4), подключенного к вольтметру (pV). Помещая щуп в различные точки планшета, и, измеряя потенциал данной точки, можно построить картину исследуемого поля.
Основные расчетные формулы
1. Расчетная формула для определения приближенных значений проекций напряженности в некоторой точке по измеренным значениям потенциала вблизи этой точки
, где φ1x – потенциал поля в точке x1, φ2x – потенциал поля в точке x2.
2. Расчетные формулы для определения величин проекций напряженности на оси координат
, где φ – потенциал поля в точке.
3. Расчетная формула для определения соотношения между вектором напряженности и поля и вектором электрической индукции
, где ε0 – электрическая постоянная, ε – диэлектрическая проницаемость среды (для данной лабораторной работы равна 1)
Протокол наблюдений Лабораторная работа №3
Исследование интегральных характеристик электростатического поля методом моделирования (поток электрической индукции)
Таблица 1. Координаты и потенциал в произвольной точке
|
||
Координаты |
||
Центр |
С положительным смещением по оси Ox |
С положительным смещением по оси Oy |
x:19,5; y:14 |
x:20; y:14 |
x:19,5; Y:14 |
Соответствующий потенциал |
||
|
|
|
Таблица 2. Координаты и потенциалы у контура, не охватывающего электроды
Координаты и потенциал верхнего ребра |
|
Координаты и потенциал верхнего ребра со смещением вверх |
||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
1 |
x:16,5; y:15 |
|
|
1 |
x:16,5; y:15,5 |
|
2 |
x:17; y:15 |
|
|
2 |
x:17; y:15,5 |
|
3 |
x:17,5; y:15 |
|
|
3 |
x:17,5; y:15,5 |
|
4 |
x:18; y:15 |
|
|
4 |
x:18; y:15,5 |
|
5 |
x:18,5; y:15 |
|
|
5 |
x:18,5; y:15,5 |
|
6 |
x:19; y:15 |
|
|
6 |
x:19; y:15,5 |
|
7 |
x:19,5; y:15 |
|
|
7 |
x:19,5; y:15,5 |
|
8 |
x:20; y:15 |
|
|
8 |
x:20; y:15,5 |
|
9 |
x:20,5; y:15 |
|
|
9 |
x:20,5; y:15,5 |
|
10 |
x:21; y:15 |
|
|
10 |
x:21; y:15,5 |
|
11 |
x:21,5; y:15 |
|
|
11 |
x:21,5; y:15,5 |
|
12 |
x:22; y:15 |
|
|
12 |
x:22; y:15,5 |
|
Координаты и потенциал нижнего ребра |
|
Координаты и потенциал нижнего ребра со смещением вниз |
||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
1 |
|
|
|
1 |
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
|
8 |
|
|
|
8 |
|
|
9 |
|
|
|
9 |
|
|
10 |
|
|
|
10 |
|
|
11 |
|
|
|
11 |
|
|
12 |
|
|
|
12 |
|
|
Координаты и потенциал левого ребра |
|
Координаты и потенциал левого ребра со смещением на 0,5 см влево |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
Координаты и потенциал правого ребра |
|
Координаты и потенциал правого ребра со смещением на 0,5 см вправо |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
Таблица 3. Координаты и потенциалы у контура, охватывающего электрод
Координаты и потенциал левого ребра |
|
Координаты и потенциал левого ребра со смещением на 0,5 см влево |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
|
|
Координаты и потенциал правого ребра |
|
Координаты и потенциал правого ребра со смещением на 0,5 см вправо |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
|
|
Координаты и потенциал верхнего ребра |
|
Координаты и потенциал верхнего ребра со смещением вверх |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
|
|
Координаты и потенциал нижнего ребра |
|
Координаты и потенциал нижнего ребра со смещением вниз |
|||||
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
№ |
Координаты точки |
Потенциал |
|
1 |
|
|
|
1 |
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
3 |
|
|
|
3 |
|
|
|
4 |
|
|
|
4 |
|
|
|
5 |
|
|
|
5 |
|
|
|
6 |
|
|
|
6 |
|
|
|
7 |
|
|
|
7 |
|
|
|
Выполнил Попов А.П.
Факультет ОФ
Группа № 8802
“____” __________ _____
Преподаватель: _________________