Презентация на тему Моделирование электростатического поля

посредством которой осуществляется взаимодействие электрически заряженных тел. Поле, созданное

неподвижными электрическими зарядами называется электростатическим.

Рис 1. Электростатическое поле для 2-х заряженных тел

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:

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

(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.

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.

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.

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.

4.
 
Рис. 4.
Принципиальная схема установки: 1) электролитическая ванна;

2,3) электроды; 4 ) генератор звуковых частот; 5 – щупы вольтметра; 6 – вольтметр.

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.

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.