模拟法描绘静电场的实验报告

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划模拟法描绘静电场的实验报告　　实验四　　实验四用模拟法测绘静电场　　-14-　　用模拟法测绘静电场　　1实验基本要求　　1．学习模拟实验方法及用电压表测绘静电场的等势线。　　2．加强对电场强度和电位概念的理解，了解电力线与等势线之间的关系。3．测绘同轴带电圆柱面和平行带电直圆柱的等势线和电力线。　　2仪器简介　　3.实验原理　　一．用(转载于:写论文网:模拟法描绘静电场的实验报告)电流场来模拟静电场　　稳恒电流场和静电场具有相似的性质，它们都是有源场和保守场，都遵守拉普拉

2、斯方程。所以，可以用稳恒电流场来模拟静电场。　　对静电场，在无源区域内满足积分关系E?dS?0,E?dL?0　　S　　S目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　对稳恒电流场，在无源区域内满足类似积分关系J?dS?0,J?dL?0　　S　　S可见，E和J在各自区域内满足同样的数学规律。　　在充满均匀电导率的空间，电流密度J与电场强度E成正比，即J??E其中，?为导电纸的电导率。　　静电

3、场的电位移矢量D与电场强度E成正比，即D??E其中，?为电介质的介电常数，完全相似。因此，可用稳恒电流场中的电势分布来模拟静电场的电势分布。　　二．长同轴柱面电荷的电场　　长同轴柱面电荷产生的静电场如图1所示，设内圆柱半径为rA，电势为U1，外圆柱半径为rB，且接地，带等值异号电荷，其间静电场的等势面为同轴圆柱面。所以等势线必为一些围绕中心轴的圆环，而　　-15-　　实验四　　电力线为径向直线，见图1(b)所示。　　电极连接截面电力线分布　　图1长同轴柱面的电场　　设内外柱面单位长的带电量为＋?和－?，由高斯定理有　　E?　　rB　　?目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并

4、感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　2??r　　rB　　?　　得U(r)??Edr?　　2??r　　rB　　rB1?　　dr?ln?r2??rr　　同理U1?　　rA　　?Edr?　　U1lnln　　r?　　lnB2??rA　　于是U(r)?　　rBrA　　rB　　式表示柱面间电势与r的函数关系。可见U(r)与l呈线性关系，而相对电势　　U(r)/U1则仅是坐标r的函数。即等势面为一系列同轴圆柱面。　　三．两无限长平行带电直

5、圆柱的电场目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　设两圆柱体半径均为a，中心轴线间距为l，电极A的电势为U1，电极B接地，电荷均匀分布在柱体表面。　　任取一个垂直平面S研究，如图4-2所示。在O1与O2的连线上某点P的电势，见图4-3.　　-16-　　用模拟法测绘静电场　　图4-2长平行导线的电场图4-3测量原理图　　U(r)??　　当r?a时　　l?a　　r　　Edr?　　?2??

6、　　?　　l?a　　r　　11?(l?a)(l?r)　　(?)dr?ln　　rl?r2??ar　　U(r)?U1?　　所以　　?l?a2目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　ln()2??a　　U1?　　?　　l?a2??2ln()　　a　　代入式得：　　U(r)?　　U1?ln　　(l?a)(l?r)　　ar(l?a)2ln　　a　　式中，r为点P距O1的距离，O1与O2相距点l

7、，U1?Uo1?Uo2。可以证明两根无限长平行带电直圆柱产生的空间等势面为一系列圆筒面。　　用电流场模拟静电场应满足如下条件：　　1）静电场中的带电体与电流场中的电极的形状和相互位置应相同。　　-17-　　实验四　　2）电极的电导率应远大于导电纸的电导率。3）导电纸的电导率应各处均匀。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开