Исследование поля постоянного тока в плоском проводящем листе, установление общих взаимосвязей между описывающими поля величинами

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра: ТОЭ

Лабораторная работа № 1

Исследование распределения постоянного тока в плоском проводящем листе

Выполнил: студент          

гр.3021/1

Молчанов А.С.

Проверил:____________

2004г.

Цель работы: Исследование поля постоянного тока в плоском проводящем листе, установление общих взаимосвязей между описывающими поля величинами, а также закрепление навыков расчета подобных полей методами теории функций комплексного переменного.

Установка работы:

h1 = 0

h2 = 5 см

Uo = 15 В

d = 7.2 см

l = 16.8 см

Для измерения потенциала используется цифровой вольтметр, один из зажимов которого подсоединяется к электроду с нулевым потенциалом, а второй связан с металлическим щупом. Разность потенциалов между двумя соседними линиями равного потенциала ΔU=1,5 В.

 После проведения этой части лабораторной работы получили картину электромагнитного поля

Следующим этапом эксперимента является определение сопротивления листа между электродами. Так как напряжение Uo между электродами известно, то для этого достаточно измерить протекающий по листу ток, что осуществляется с помощью шунта с сопротивлением rш=100 Ом, встроенного в блок питания. Измерив с помощью щупа напряжение на зажимах шунта Uш., находят ток

i=Uш/rш

и сопротивление между электродами

R1=(U0-Uш)/i Ом

Для того чтобы в дальнейшем расчетным путем найти сопротивление R, необходимо знать параметры, определяющие проводящие свойства листа: толщину b и удельную проводимость γ. Практически достаточно на основании измерений определить произведение γ·b. Для этого можно от того же рулона бумаги, от которого взят исследуемый лист, отрезать полоску шириной 2-3 см и разделить ее поперечными линиями на равные квадраты. Полоса включается в цепь вместо исследуемого листа и измеряется ток Δi в полосе и  напряжение ΔU приходящееся на один квадрат. Измерение напряжения ΔU следует проводить в средней части листа, где поле однородно. Учитывая, что длина и ширина квадрата одинаковы, для сопротивления одного квадрата имеем:

R= ΔU/ Δi=1/ γ·b

Расчеты:

Uш=0.33 В      i=0.033 А

R1=4445 Ом

ΔU=2.95 В           ΔUш=2.9 В

Δi=0.029 А

R=102 Ом

γ=0,33 1/Ом·м

Значение сопротивлений полученных различными способами:

1.На основании измерений R=192.6 Ом

2.Теоретическим путем R=234 Ом

Вывод: В данной работе мы получили картину поля теоретическим и практическим путями, при анализе которых не было больших отклонений между ними. Еще мы получили значения сопротивлений, также посчитанных различными способами. Расхождения между ними получились из-за некачественной бумаги и неточности измерения и расчетов.