К оформлению результатов. Порядок выполнения работы и требования

Порядок выполнения работы и требования

Описание лабораторной установки

В комплект лабораторной установки входит ванна с песком, набор электродов, источник постоянного токa с регулируемым выходным напряжением от 0 до 40 В, вольтметр, соединительные провода. Электрическая схема установки приведена на рисунке 1.

Песок перед началом работы перемешивают с водой для получения равномерной увлажненности, разравнивают и слегка уплотняют. В песок устанавливают два электрода различной формы по указанию преподавателя и присоединяют их к источнику постоянного тока 1. Один из электродов 2 соединяют с отрицательным полюсом источника питания и с отрицательной клеммой вольтметра, а другой - 3 соединяют с положительным полюсом. Зонд 4 подсоединяют к положительной клемме вольтметра.

При перемещении зонда по влажному песку при одинаковых показаниях на вольтметре, след от его движения изображает эквипотенциальную линию. На рисунке 1 эквипотенциальные линии обозначены буквами а и б.

.

Рисунок 1 Электрическая схема лабораторной установки: 1− блок

питания; 2,3 – электроды; 4 − зонд с проводом; 5 − ванна с песком;

PV − вольтметр

При подготовке к лабораторной работе необходимо составить конспект по одному из учебников, указанных в библиографическом списке:

- для инженерных специальностей: С. 16-24 /1/, С. 148-151 /3/, С. 156-158 /3/, С. 184-189 /4/;

- для неинженерных специальностей: С. 250-265 /5/.

3.1 Ознакомиться с лабораторной установкой и подготовить ее к работе, согласно разделу 2.

3.2 После проверки схемы преподавателем, включить блок питания 1 и, коснувшись зондом 4 электрода 3, установить между электродами 2 и 3 (рисунок 1), указанное преподавателем напряжение , В.

3.3 С помощью зонда найти на песке точку, имеющую потенциал В относительно электрода 2. От этой точки провести по песку зондом линию по всей ширине ванны, так, чтобы в процессе движения показания вольтметра не изменялись. След от движения зонда покажет первую эквипотенциальную линию с потенциалом

3.4 Повторить измерения по пункту 3.3 не менее 6 раз, каждый раз находя на песке точку с потенциалом большим предыдущего на 4 В.

3.5 Показать преподавателю полученную конфигурацию эквипотенциальных линий.

3.6 Полученную картину изобразить в отчете на рисунке на миллиметровой бумаге.

3.7 Рассчитать напряженность электростатического поля на заданных преподавателем участках между эквипотенциальными линиями по следующей методике:

3.7.1 Пронумеровать эквипотенциальные линии по порядку от отрицательного электрода к положительному. Потенциал отрицательного электрода принять равным нулю. Потенциал положительного электрода относительно отрицательного равен установленному в п. 3.2. Сами электроды являются эквипотенциальными линиями: отрицательный с номером i = 0, а положительный − согласно проведенному опыту. Полученные результаты занести в таблицу 1.

Таблица 1 Результаты измерения потенциалов

Номер эквипотенциальной линии						…
Потенциал на i- той линии , В

3.7.2 Определить разность потенциалов между ближними эквипотенциальными линиями для заданного участка:

(6)

и по линейке расстояние между этими линиями , где i, i+ 1 номера эквипотенциальных линий, , , соответствующие потенциалы. Результаты записать в таблицу 2.

3.7.3 Рассчитать напряженность электрического поля между эквипотенциальными линиями в заданной области по формуле

. (7)

3.8 Погрешность разности потенциалов равна сумме погрешностей измерения потенциала, т.е.:

, (8)

где = = .

Величина определяется через класс точности g вольтметра:

, (9)

где - предел измерения вольтметра, В; - класс точности вольтметра.

3.9 Погрешность измерения расстояния как разности координат равна сумме инструментальных погрешностей, т.е. , где погрешность линейки (половина цены наименьшего деления используемой линейки).

3.10 Рассчитать погрешность определения напряженности по формуле:

. (10)

3.11 Записать полученные результаты в таблицу 2.

Таблица 2 Данные для расчета напряженности электрического поля

Номер опыта	Обозначения физических величин
	,	, В	, м	, м	,	,

3.12 Результаты определения напряженности для каждого участка представить в виде:

, . (11)

3.13 Дополнить рисунок на песке и в отчете силовыми линиями (не менее 3), проводя их от электрода к электроду перпендикулярно эквипотенциальным линиям. Около электродов показать знаки их зарядов. Построить на рисунке в отчете векторы напряженности электрического поля.

3.14 По проделанной работе и полученным результатам сделать выводы.

Дата добавления: 2014-11-28