Порядок выполнения работы. Задание 1. Исследование поля плоского конденсатора

Задание 1. Исследование поля плоского конденсатора.

На Рис. 1а изображена электрическая схема установки, а на рис. 1б - установка для исследования электростатических полей (МО-3).

1 – электропроводная бумага, 2 – зонд, 3 – обкладки плоского конденсатора, 4 – обкладки цилиндрического конденсатора.

Рис. 1а Рис.1б

1. Закрепите электропроводную бумагу под электродами плоского и цилиндрического конденсаторов на планшете, обеспечивая хороший контакт по всей поверхности соприкосновения электродов с бумагой.

2. Соберите электрическую цепь по схеме, изображенной на рис.1а. После проверки схемы лаборантом или преподавателем подключите ее к источнику постоянного напряжения –9 + 9 В (клеммы источника расположены на планшете МО-З).

3. Выберите точку на бумаге вблизи отрицательного электрода на расстоянии приблизительно 0,5 - 1 см от него и с помощью зонда и вольтметра измерьте ее потенциал j ₁, значение его занесите в табл. 1.

4. Перемещая зонд 2 по бумаге вдоль какого-либо из электродов 3, найдите точки с таким же потенциалом φ₁ и проколите бумагу в этих точках на расстоянии 1 – 2 см друг от друга (рис.2). Через эти точки проведите эквипотенциальную линию.

5. Найдите и проколите острием зонда точки, соответствующие второй эквипотенциальной линии φ₂, потенциал которой больше на 1,5 – 2 В. Рис. 2 (к п.4)

6. Повторите операции, аналогичные пунктам 3 – 5 еще для 5 – 7 эквипотенциальных линий. Обозначьте потенциалы всех эквипотенциальных линий на бумаге. Занесите значения потенциалов φ _i всех линий в табл. 1.

7. Обведите контуры электродов на электропроводной бумаге, укажите их знаки (+ и -) и снимите бумагу с планшета.

8. Проведите линии равного потенциала и постройте систему силовых линий. Схема эквипотенциальных и силовых между электродами плоского конденсатора показана на рис. 2.

9. Вдоль центральной силовой линии измерьте расстояния ∆ x_i от первой эквипотенциальной линии до каждой последующей (рис. 3). Данные занесите в табл. 1.

Рис. 3. Измерение ∆x_i вдоль центральной силовой линии.

10. На миллиметровой бумаге нанесите экспериментальные точки зависимости ∆φ и ∆ x. Постройте график этой зависимости методом наименьших квадратов, используя формулу (13).

. (13)

Эта формула выражает значение эквивалентной напряженности Е (В/м) однородного электрического поля.

Таблица 1