Моделирование электростатического поля

Август 10, 2022

Главная
Физика
Моделирование электростатического поля

Содержание

2. Электрическое поле – одна из форм существования материи, посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных тел. Поле,
3. Электростатическое поле в каждой точке характеризуется вектором напряженности и потенциалом . Напряженность поля - векторная физическая
4. Графически электростатические поля изображаются с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей. Силовой линией электростатического поля или
5. Эквипотенциальная поверхность есть геометрическое место точек равного потенциала (пунктирные линии на рис. 2) Силовые линии всегда
6. Цель работы и оборудование Целями данной работы являются: получение графического изображения электростатических полей, созданных заряженными телами
7. Методика эксперимента В слабо проводящую среду, которая представляет собой недистиллированную воду, помещают два металлических проводника, подсоединенных
8. Метод моделирования электростатического поля в проводящей среде основан на аналогии уравнений, описывающих электрическое поле в вакууме
9. Порядок выполнения работы Собрать схему, как показано на рисунке 4. Рис. 4. Принципиальная схема установки: 1)
10. 2. Согласовать с преподавателем конфигурацию исследуемого поля. 3. Начертить в определенном масштабе координатную сетку и отметьте
12. Заключение С помощью проделанной работы нам удалось получить графические изображения электростатических полей, созданных заряженными телами различной
14. Скачать презентацию

Слайд 2

Электрическое поле – одна из форм существования материи, посредством которой осуществляется

взаимодействие электрически заряженных тел. Поле, созданное неподвижными электрическими зарядами называется электростатическим.

Рис 1. Электростатическое поле для 2-х заряженных тел

Слайд 3

Электростатическое поле в каждой точке характеризуется вектором напряженности и потенциалом .

Напряженность поля - векторная физическая величина, численно равная силе, действующей на единичный пробный положительный заряд, помещенный в данную точку поля:
Потенциал поля - скалярная физическая величина, численно равная потенциальной энергии единичного пробного положительного заряда, помещенного в данную точку поля:

Слайд 4

Графически электростатические поля изображаются с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.

Силовой линией электростатического поля или линией напряженности называется линия, касательная к которой в каждой точке совпадает с направлением вектора напряженности (сплошные линии на рис.2)

Рис 2. Графическое изображение силовых линий

Слайд 5

Эквипотенциальная поверхность есть геометрическое место точек равного потенциала (пунктирные линии на

рис. 2)

Силовые линии всегда перпендикулярны эквипотенциальным поверхностям.
Ортогональность силовых линий и эквипотенциальных поверхностей используется в данной работе для построения силовых линий электростатического поля по экспериментально установленному положению эквипотенциальных поверхностей.

Слайд 6

Цель работы и оборудование
Целями данной работы являются: получение графического изображения электростатических полей,

созданных заряженными телами различной конфигурации, и определение напряженности электростатического поля в произвольной точке.
Необходимое оборудование:
1. Модульный учебный комплекс МУК-ЭМ!;
2. Блок амперметра-вольтметра АВ 1;
3. Электролитическая ванна ЭВ01;
4. Проводники Ш4/Ш1,6.

Слайд 7

Методика эксперимента
В слабо проводящую среду, которая представляет собой недистиллированную воду, помещают

два металлических проводника, подсоединенных к источнику переменного тока. Так как проводимость среды намного меньше проводимости помещенных в нее металлических электродов, то потенциал в разных точках этих электродов с достаточной степенью точности можно считать одинаковым. При этом топография поля в пространстве между ними будет такой же, какой была бы топография электростатического поля между заряженными проводниками, помещенными в однородную непроводящую среду.

Слайд 8

Метод моделирования электростатического поля в проводящей среде основан на аналогии уравнений,

описывающих электрическое поле в вакууме и в изотропной проводящей среде. Метод является удобным для практики, так как позволяет получить путем экспериментального моделирования сложную картину электростатического поля, аналитический расчет которого
зачастую невозможен из-за сложности граничных условий. Использование переменного тока позволяет предотвратить выделение на электродах составных частей электролита.

Слайд 9

Порядок выполнения работы
Собрать схему, как показано на рисунке 4.

Рис. 4.
Принципиальная схема

установки: 1) электролитическая ванна; 2,3) электроды; 4 ) генератор звуковых частот; 5 – щупы вольтметра; 6 – вольтметр.

Слайд 10

2. Согласовать с преподавателем конфигурацию исследуемого поля.
3. Начертить в определенном масштабе

координатную сетку и отметьте на ней положение и форму электродов.
4. Подключить электроды к генератору звуковых частот. Установить произвольное напряжение и частоту в диапазоне от 50 до 200 Гц.
5. С помощью вольтметра найти точки, равноотстоящие по потенциалу (эквипотенциальные поверхности принято проводить так, чтобы между любыми соседними эквипотенциальными поверхностями разность потенциалов была бы одна и та же). Число эквипотенциальных поверхностей - не менее пяти. Число точек, принадлежащих одной эквипотенциальной поверхности – не менее семи. Зонд при измерениях держите вертикально.
6. По полученной картине эквипотенциальных линий провести 6-7 силовых линий.
7. Оценить величину Е - напряженности электрического поля в разных точках пространства.
8. Положить в ванну проводящее тело (по указанию преподавателя, например, кольцо).
9. Начертить картину поля, повторив п.5-6.
10. Оценить величину Е - напряженности электрического поля в разных точках пространства. Доказать, что поле неоднородно.

Слайд 11

Слайд 12

Заключение
С помощью проделанной работы нам удалось получить графические изображения электростатических полей,

созданных заряженными телами различной конфигурации, и определить напряженность электростатического поля в произвольной точке.
Практическое применение в моделировании электростатического поля, а именно в получении графического изображения электростатического полей, созданных заряженными телами различной конфигурации позволяет получить визуальную картинку изображения электростатического поля с помощью силовых линий. Тот факт, что вектор E перпендикулярен к эквипотенциальной поверхности в каждой её точке позволяет достаточно просто переходить от графического изображения электрического поля с помощью линий E к эквипотенциальным поверхностям, и наоборот.

Моделирование электростатического поля

Содержание

Электрическое поле – одна из форм существования материи, посредством которой осуществляется

Электростатическое поле в каждой точке характеризуется вектором напряженности и потенциалом .

Графически электростатические поля изображаются с помощью силовых линий и эквипотенциальных поверхностей.

Эквипотенциальная поверхность есть геометрическое место точек равного потенциала (пунктирные линии на

Цель работы и оборудованиеЦелями данной работы являются: получение графического изображения электростатических полей,

Методика экспериментаВ слабо проводящую среду, которая представляет собой недистиллированную воду, помещают

Метод моделирования электростатического поля в проводящей среде основан на аналогии уравнений,

Порядок выполнения работыСобрать схему, как показано на рисунке 4. Рис. 4.Принципиальная схема

2. Согласовать с преподавателем конфигурацию исследуемого поля.3. Начертить в определенном масштабе

ЗаключениеС помощью проделанной работы нам удалось получить графические изображения электростатических полей,

Похожие презентации

Цель работы и оборудование
Целями данной работы являются: получение графического изображения электростатических полей,

Методика эксперимента
В слабо проводящую среду, которая представляет собой недистиллированную воду, помещают

Порядок выполнения работы
Собрать схему, как показано на рисунке 4.

Рис. 4.
Принципиальная схема

2. Согласовать с преподавателем конфигурацию исследуемого поля.
3. Начертить в определенном масштабе

Заключение
С помощью проделанной работы нам удалось получить графические изображения электростатических полей,