Метод исследования электрического поля с помощью электропроводной бумаги

Графическое представление поля заряженных тел сложной формы можно получить экспериментально различными методами. В настоящей лабораторной работе использован метод, основанный на применении электропроводной бумаги. На электропроводную бумагу накладываются электроды, форма которых соответствует сечению заряженных тел. К электродам прикладывается постоянное напряжение, величина которого определяет разность потенциалов между заряженными телами, создающими электрическое поле. По электропроводной бумаге проходит электрический ток, линии плотности которого совпадают с силовыми линиями исследуемого поля. Соответствие силовых линий поля и линий плотности тока в электропроводной бумаге при одинаковой форме электродов объясняется законом Ома, т.е. тем фактом, что плотность электрического тока j в среде с некоторой проводимостью пропорциональна напряженности электрического поля Е.

, (13)

где s - удельная проводимость среды.

В исследуемую точку поля вводят специальный дополнительный электрод - зонд (рис. 2), устроенный так, чтобы он как можно меньше искажал своим присутствием исследуемое поле. Зонд присоединяется к вольтметру, с помощью которого измеряется потенциал исследуемой точки электропроводной бумаги.

Пренебрегая искажениями поля вблизи краев пластин, электрическое поле плоского конденсатора можно считать однородным, т. е. величина и направление вектора Е в каждой точке поля одинаковы. В силу симметрии поле направлено вдоль координаты х. Учитывая формулы (7) и (12), можно связать разность потенциалов между какими либо точками вдоль силовой линии внутри конденсатора с напряженностью поля Е и расстоянием D х между этими точками

. (14)

т. е. разность потенциалов прямо пропорциональна расстоянию от некоторой начальной точки до произвольной точки внутри конденсатора вдоль силовой линии.

Дата добавления: 2015-06-04