用模拟法测绘静电场实验报告!!.docx

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用模拟法测绘静电场实验报告!!
篇一：模拟法测绘静电场试验思考题答案
用模拟法测绘静电场
【预习思考题】
1．用电流场模拟静电场的理论依据是什么？模拟的条件是什么？
用电流场模拟静电 E?
?
2??0r
A、B两电极间任一半径为r的柱面的电势为
6
1
ln
V?VA
ln
b ba
（2）稳恒电流场
在电极A、B间用均匀的不良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等）连接或填充时，接上电源（设输出电压为VA）后，不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B的电流。电流密度为
??E?
j??
式中E′为不良导体内的电场强度，ρ为不良导体的电阻率。
半径为r的圆柱面的电势为
ln
V?
VA
lnbr
ba
图1、同轴圆柱面的电场分布
图2、不良导体圆柱面电势分布
结论：
稳恒电流场与静电场的电势分布是相同的。由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性，因此要测绘静电场的分布，只要测绘相应的稳恒电流场的分布就行了。
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[试验内容与步骤]
1、 测量无限长同轴圆柱间的电势分布。
（1）在测试仪上层板上放定一张坐标记录纸，下层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模拟电极。加自来水填充在电极间。
（2）接好电路。调整探针，使下探针浸入自来水中，触及水槽底部，上探针与坐标纸有1-2mm的距离。
（3）接通电源，K2扳向“电压输出”位置。调整沟通输出电压，使AB两电极间的电压为沟通12V，保持不变。
（4）移动探针，在A电极四周找出电势为10V的点，用上探针在坐标纸上扎孔为记。同理再在A四周找出电势为10V的等势点7个，扎孔为记。
（5）移动探针，在A电极四周找出电势分别为8V，6V，4V，2V的各8个等势点（圆越大，应多找几点），方法如步骤（4）。
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（6）分别用8个等势点连成等势线（应是圆），确定圆心O的位置。量出各条等势线的坐标r（不愿定都相等），并分别求其平均值。
（7）用游标卡尺分别测出电极A和B的直径2a和2b 。
（8）计算各相应坐标r处的电势的理论值V理，并与试验值比较，计算百分差。 （9）依据等势线与电力线相互正交的特点，在等势线图上添置电力线，成为一张完整的两无限长带等量异号电荷同轴圆柱面的静电场分布图。
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（10）以l为横坐标，V实为纵坐标，做V实-l曲线，并与V理-l曲线比较
2、测量聚焦电极的电势分布（选做）
、、、、、、、、2 .00V、、，一般先测5 .00V的等位点，由于这是电极的对称轴。
步骤同上
[数据记录]
模拟电场分布测试数据
V理(V) r(cm) V理
V实?V理
V理
(%)
1．10 8．17 2．1%
1．50 4．9%
2．15 3．4%
3．12 3．8%
？ ？ ？
3．58 6．
5%
处理：
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1、用圆规和曲线板绘出园柱形同轴电缆电场等位线(留意电极的位置). 2、依据电力线垂直等位面,绘出电力线. 贴图1：同轴圆柱体
贴图2：聚焦电极
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3、在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计算V并与理论值比较,求出其相对误差.
rln(1)
?(V)； （1）r1?；则V1?VA
aln()b
Ev?
V实?V理
V理
?100%??%
rln(1)
?(V)； （2）r2?；则V2?VA
aln()b
Ev?
V实?V理
V理
?100%??%
（3）要具体计算 （4）要具体计算 （5）要具体计算
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结果分析：
（1）由图中可以看出实际测量值都在理论值的下方，说明试验的误差主要