用模拟法测绘静电场

用模拟法测绘静电场

〔实验目的〕

1、学习用模拟法描绘和研究静电场分布；

2、加深对电场强度和电势概念的理解。

〔实验原理〕

静电场

用电场线形象描绘静电场的分布。

E

20r UrUaln(rb/r) ln(rb/ra)

模拟场

用不良导体内的电场模拟静电场。

图1 同轴电缆的模拟模型

(a) 同轴电缆模拟电场装置； (b) 横向剖面

rbrbdrrdrln Rln Rrarbrrb2tra2trrr2tr

Ua2tUaln(rb/r)IUIRU rraRrarblnrb rln(rb/ra)raba

[实验内容及步骤

]

图2 GVZ - 4型导电微晶静电场描绘仪

1、将导电微晶上内、 外两电极分别与直流稳压电源的正、负极相连接,电压表正、 负极分别与测试笔及电源负极相连接,移动测试笔测绘同轴电缆的等位线簇。要求相邻两等位线间的电位差为1V,以每条等位线上各点到原点的平均距离r为半径画出等位线的同心圆簇。

2、根据电场线与等位线的正交原理,画出电场线,并指出电场强度方向,得到一张完整的电场分布图。

3、在坐标纸上作出相对电位Ur和lnr的关系曲线,并与理论结果比较, 根据

a

曲线的性质说明等位线是以内电极中心为圆心的同心圆。

[注意事项]

1、找等位点时尽量让同等位线上的点均匀分布分布在360度上；

2、不同等位线上的点尽量在同一直线上，以方便确定等位线；

3、由于导电微晶边缘处的电流沿边流动，因此等位线必然与边缘垂直, 使该处的等位线和电力线严重畸变。为减小“边缘效应”的影响，将导电微晶的边缘切割成电力线的形状。