Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі icon

Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі




Скачати 59.27 Kb.
НазваМоделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі
Дата конвертації25.03.2014
Розмір59.27 Kb.
ТипДокументи

Робота № 21

Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі


1. Мета роботи:
- придбати навички моделювання електричного поля;
- дослідити картину поля двопровідної лінії;
2. Пояснення до роботи
Необхідність фізичного моделювання полів пояснюється складністю аналітичного рішення рівнянь, що описують їх, і труднощами безпосереднього експериментального дослідження.
У даній роботі моделювання базується на ідентичності рівнянь електричного поля і поля постійного струму (табл. 21.1) і подобі граничних умов.

Т а б л и ц я 21.1

Електричне поле в діелектрику

Поле постійного струму





















Електричне поле двопровідної лінії представляється сімейством рівно потенційних поверхонь і силовими лініями. Так як воно плоскорплаллельно, його досліджують у площині, перпендикулярній осям проводів, обмеживши її на підставі теореми єдиності силовими лініями.



xn

x1

b

Rn

R1

r2

r1

X

Y




Рис. 21.1



Слідами еквіпотенціальних поверхонь у зазначеній площині (лінії рівного потенціалу) є окружності, центри яких розташовані на прямій, що з'єднує електричні осі (рис. 21.1). З аналітичного рішення задачі відомо, що відношення відстаней від будь точи еквіпотенціалі (лінії рівного потенціалу) до електричних осей - величина постійна (n - порядковий номер еквіпотенціалі). Для того, щоб приріст потенціалу △ φ між кожною парою еквіпотенціалей було однаковим, необхідно виконати умову

Силові лінії аналізованого поля є частинами окружностей, що проходять через електричні осі. Щоб уявити поле у вигляді трубок рівного потоку вектора напруженості, збільшення потоку для двох сусідніх силових ліній повинно бути однаковим.

Лінії рівного потенціалу перетинаються з силовими лініями під прямим кутом.

Аналогічну картину являє поле постійного струму круглого плоского металевого листа з розташованими по його краях електродами, так як граничні умови на краю листа подібні граничним умовам вздовж силової лінії розглянутого електричного поля. Враховуючи симетрію картини поля щодо діаметральної лінії листа, дослідження проводять тільки для половини листа.

3. Програма роботи


3.1. Задачі

- експериментально отримати лінії рівного потенціалу і порівняти з розрахунковими;

- побудувати картину поля струмів в провідному листі;
- на основі аналогії зобразити електричне поле двопровідної лінії.

3.2. Опис стенду

Модель складається з круглого сталевого листа з нанесеною координатною сіткою і трьох пар електродів, розташованих симетрично щодо діаметральної лінії листа (рис. 21.2).Постійна напруга від регульованого джерела подається до будь-якої пари електродів, чим досягається багатоваріантність дослідження. Для експериментального отримання ліній рівного потенціалу використовується міліампер зі щупом.




V


mA



T

щиток живлення

модель

Рис. 21.2


Так як питома провідність електродів істотно вище питомої провідності матеріалу листа, а товщина їх значно більше товщини останнього, поверхні електродів слід вважати лініями рівного потенціалу.

4. Порядок виконання роботи
4.1. Зібрати схему згідно рис. 21.2.
4.2. За вказівкою керівника вибрати відповідну пару електродів.
4.3. Виміряти напругу між середньою лінією і еквіпотенціалью, отриманої в п. 4.2 і, розділивши його, наприклад, на 4, визначити різницю потенціалів між кожною парою п'яти еквіпотенціалей (△ U).
4.4. Зняти сімейство еквіпотенціалей на половині аркуша, результати звести в табл. 21.2.

Т а б л и ц я 21.2

I

U













A

mV
























4.5. Використовуючи координатну сітку, перенести в масштабі отриману картину в декартових координатах на аркуш паперу.

4.6. Розрахувати параметри ліній рівного потенціалу. Розрахунок виконується в такій послідовності:

-вимірюються параметри першої еквіпотенціалі (рис. 21.1)



- визначається величина

;

- обчислюється постійна

;

- обчислюються параметри інших еквіпотенціалей

,

, ,

де n = 2, 3, 4.

Результати розрахунку звести в табл. 21.3.


Т а б л и ц я 21.3

Эквипотенціаль











A =

b =

K

-
















X

cm
















R
















4.7. Побудувати розраховані еквіпотенціалі на малюнку п. 4.5 та оцінити ступінь збігу експерименту з розрахунком.

4.8. На малюнок п. 4.7 нанести лінії струму так, щоб лист був розбитий на ціле число трубок струму.

4.9. На підставі даних у п. 4.8 проаналізувати картину поля двопровідної лінії і зробити висновки.

5. Контрольні питання
На чому грунтується моделювання досліджуваного поля?
Які умови необхідно виконувати при моделюванні одного поля іншим?
Яке поле називається плоскопаралельним?
Опишіть електричне поле двопровідної лінії.
Яке поле називається потенційним?
На аналогії яких рівнянь засновано моделювання полів?

6. Література для підготовки

[2] стор 547-548; [4] стор 31-32; [5] стор 39-42, 49-50; [8] стор 165-167, 170-171; [10] стор. 221 -224.



Схожі:

Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconТема: Напруженість електричного поля. Силові лінії електричного поля. Накладання електричних полів. Електричне поле точкових зарядів Мета уроку
Навчальна: ознайомити учнів з поняттям напруженості; навчити позначати силові лінії електричного поля
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconКалендарно-тематичне планування з фізики 11 клас, профільний рівень
...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconТема: Аналіз контрольної роботи. Електрична і магнітна взаємодії. Взаємодія провідників зі струмом. Магнітне поле струму. Лінії магнітного поля прямого і колового струмів Мета
Навчальна: розглянути поняття електричної та магнітної взаємодії, магнітне поле струму, лінії магнітного поля прямого та колового...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconТема: Робота під час переміщення заряду в однорідному електростатичному полі. Потенціал електричного поля. Різниця потенціалів. Зв'язок напруженості електричного поля з різницею потенціалів Мета уроку
Навчальна: ознайомити учнів із поняттям робота електричного заряду; дати визначення потенціалу; показати зв’язок між напруженістю...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconЛабораторна робота №8 Тема. Визначення потужності та роботи електричного струму
Мета: навчитися визначати потужність і роботу електричного струму в споживачах електричної енергії
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі icon7. Правила поведінки з джерелами електричного струму
...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconУрок №1 Тема: Електричний струм. Джерела електричного струму
Дати означення електричного струму, виявити умови його існування, з’ясувати роль джерела струму в електричному колі та розглянути...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconРеферат з фізики на тему: " Електромагніти та їх застосування"
Електромагнетизм, наука, яка займається питанням взаємозалежності магнітних та електричних явищ, наприклад, виникнення магнітного...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconРеферат з фізики на тему: " Застосування електролізу в техніці"
Загалом, електричний струм отримують, коли під дією певної різниці потенціалу (U=∆φ =/В/) електричного поля ті чи інші носії електричного...
Моделювання електричного поля двопровідної лінії полем струму в провідному середовищі iconТема: Електричний струм у різних середовищах (рідинах) та його використання Мета уроку
З курсу хімії та курсу фізики 9 класу вам відомо, що всі речовини поділяються на електроліти і неелектроліти. Електроліти характеризуються...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи