Автор статьи
Валерия
Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
- ЦЕЛЬ РАБОТЫ
- Исследовать электростатическое поле
- Графически изобразить сечение эквипотенциальных поверхностей и силовые линии для двух конфигураций поля.
- Оценить величину напряженности электрического поля в трех точках
- Определить направление силовых линий
2.ОСНОВНЫЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Любое заряженное тело создает в пространстве вокруг себя электрическое поле и может взаимодействовать с внешним электромагнитным полем. Основное свойство электрического поля, отличающее его от других полей: оно действует на помещенные в него электрические заряды с силой, пропорциональной величине заряда и не зависящей от скорости движения заряда. Поле, создаваемое неподвижными зарядами, называется электростатическим. Знание характеристик электрического поля требуется при работе с линиями связи, антеннами, резонаторами, полупроводниковыми приборами и другими устройствами. Величину взаимодействия между зарядами определяет Закон Кулона: Здесь q1 и q2 – абсолютные значения величин взаимодействующих зарядов, r– расстояние между ними, ɛ— диэлектрическая проницаемость, характеризующая среду между зарядами, ɛ0= 8,8510-12 , электрическая постоянная. Электростатическое поле в каждой точке пространства характеризуется двумя величинами: напряженностью и потенциалом. Силовая характеристика поля — напряженность — векторная величина, численно равна и совпадает с силой, действующей на единичный точечный положительный заряд, помещенный в данную точку поля. Из определения напряженности следует, что сила, действующая со стороны электрического поля на точечный заряд, равна. и сонаправлена с вектором напряженности в случае положительного заряда, и противоположно направлена с вектором напряженности в случае отрицательного заряда. Единица измерения напряженности электрического поля. Исходя из закона Кулона рассчитываем величину напряженности электрического поля точечного заряда. Электрическое поле характеризуется также потенциалом — энергетической величиной, численно равной работе электростатического поля по переносу единичного, положительного, точечного заряда q из данной точки поля в бесконечность. Потенциал измеряется в вольтах: 1 В = 1. Потенциал точечного заряда в вакууме равен. Отметим, что потенциал — скалярная величина, которая может принимать и отрицательные значения. Физический смысл имеет величина, называемая разностью потенциалов. Разность потенциалов связана с работой сил электрического поля по перемещению точечного заряда из точки с потенциалом в точку с потенциалом следующим образом. Если электрическое поле однородно или обладает центральной симметрией. Эквипотенциальные поверхности — поверхности, во всех точках которой потенциал имеет одно и то же значение. Свойства силовых линий следующие:- Начинаются на положительных зарядах, заканчиваются на отрицательных зарядах. В данной работе заряды располагаются на внешней поверхности металлических электродов.
- Перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям, в том числе поверхностям электродов.
- В тех областях поля, где силовые линии расположены ближе друг к другу, величина напряженности поля больше.
- Направлены в сторону наиболее быстрого убывания потенциала.
- Не могут пересекаться.
ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Установка представляет собой прямоугольную ванну с водой, в которую погружены два неподвижных электрода различной формы Э1 и Э2. Электроды присоединены к источнику постоянного низковольтного напряжения ИН. Также имеется подвижный электрод (зонд) З, с помощью которого студент исследует распределение потенциала в ванночке между электродами. Вольтметр показывает напряжение между отрицательно заряженным электродом и точкой в ванне, в которую помещен зонд.Вывод:
В результате проведенного эксперимента выяснили, что cиловые линии направлены в сторону наиболее быстрого убывания потенциала и одновременно cиловые линии направлены от положительных зарядов к отрицательным. Это является подтверждением формулы: Эквипотенциальные поверхности и силовые линии взаимно перпеникулярны.
О сайте
Ссылка на первоисточник:
https://psytests.org/
Поделитесь в соцсетях: