Методика эксперимента. Электростатическое поле – это поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами

Электростатическое поле – это поле, создаваемое неподвижными электрическими зарядами.

Исследование такого поля проводится посредством перемещения измерительного зонда в диэлектрической среде, в которой создано это поле.

Однако практически очень трудно создать систему неподвижных зарядов и осуществить электростатические измерения. Это объясняется тем, что реальные диэлектрические среды обладают некоторой электропроводимостью, зависящей от внешних условий. Поэтому используется метод моделирования.

Электростатическое поле в диэлектрической среде подобно полю постоянного тока в проводящей среде при одинаковой конфигурации электродов. Поэтому проводящая среда с током может служить моделью для исследования электростатического поля, если проводимость среды заменить диэлектрической проницаемостью , заданной для моделируемого диэлектрика, а электроды в обоих случаях расположить одинаково.

В лабораторной работе используется плоское стационарное поле тока. В качестве проводящей среды используется электропроводная бумага. Бумага становится электропроводной, если при её изготовлении в целлюлозу ввести частицы сажи или графита.

Схема экспериментальной установки показана на рис.21.1

Электрическое поле создается металлическими электродами, которые укреплены на планшете с электропроводной бумагой и подключены к источнику постоянного тока.

Исследование распределения потенциалов и построение эквипотенциальных линий производится с помощью зонда.

Зонд представляет собой тонкий металлический стержень, изолированный по всей длине, кроме конца. Зонд присоединен к одной из клемм вольтметра, другая клемма вольтметра соединяется с одним из электродов.

Перемещая зонд по электропроводной бумаге, можно найти точки, в которых потенциал одинаков, т. е. вольтметр будет показывать одно и то же напряжение.

Задание 1
Построение эквипотенциальных и силовых линий, расчет напряженности поля в заданных точках