Исследование электростатического поля тока на электропроводной бумаге методом зондов (Лабораторная работа № 1э), страница 2

Если к электродам Э₁ и Э₂, расположены в плохопроводящей среде (рис. 3), подключить источник тока, то в среде создается электрическое поле, идентичное полю статических зарядов в диэлект­рике.

Введём два дополнительных электрода или, как их называют зонда – S₁ и  S₂. соединенных с каким-либо индикатором. В качестве индикатора могут быть использованы тестер-вольтметр, амперметр, телефон или любой другой прибор, обнаруживающий ток.

Если потенциалы точек, где помечены зонды, различны, в цепи зондов потечет ток, существование которого покажет индикатор. Если точки, где помещены зонда, имеют равные потенциалы, то ток в цепи зондов будет отсутствовать.

Описание установки

Основной частью установки (рис. 4) является высокоомнаяэлектропроводная бумага. На электропроводную бумагу ставят электро­ды Э₁, Э₂, к клеммам которых подключается электрическая цепь. Схема электрической цепи приведена на рис. 5. При включении тумблера К по электропроводной бумаге потечет электрический ток, стационарное поле которого может быть исследовано с помощью данной установки.

Для отыскания точек с одним и тем же потенциалом в исследуе­мом электрическом поле применяется обычная мостовая схема, которая дает возможность с помощью зондов ( S₁, S₂) и вольтметра V нахо­дить на поверхности бумаги точки, потенциалы которых равны.

Постоянство потенциалов в поле поддерживается работой источни­ка постоянного тока. Если один из зондов присоединить к одному из электродов, тогда с помощью другого зонда и вольтметра можно найти разность потенциалов относительно первого электрода в любой точке поля, образованного этими электродами. Во избежание выхода из строя вольтметра необходимо подсоединить клемму "+" вольтметра к положительной клемме источника тока. 

Для определения местопо­ложения точек, имеющих равные значения потенциала, на элект­ропроводную бумагу нанесена координатная сетка.

Рис.5.

Приборы и принадлежности

Установка для исследования поля состоит из источника постоянного напряжения, высокоомной чёрной бумаги или ванны с влажным песком, зондов, соединительных проводов и вольтметра, набора электродов.

ПОРЯДОК  ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

I.Нахождение эквипотенциальных поверхностей.

1.1. Собрать схему (рис 5).

1.2. Установить электроды Э₁, Э₂ на расстоянии 40-60 см друг от друга и подать на них напряжение U = 3В (тумблер К-«вкл»).

1.3. Принять потенциал положительного электрода Э₁ равным нулю и присоединить к нему зонд S₁.

1.4. Найти, перемещая зондом S₂ по электропроводной бумаге или песку, координаты 5-10 точек, имеющих разность потенциалов DU = 0,5 В.

1.5. Найти точки, находящиеся на другой потенциальной линии (DU = 1B), и т.д. до U = 3 В.

1.6. Выключить схему.

Результаты измерений занести в таблицу 1, составленную по ниже­приведенной форме.

Таблица 1