Job 22
Lab 22k
Kutatási elektrosztatikus mezők segítségével elektrolicheskoy fürdő
Főbb jellemzői az elektrosztatikus mező.
Az elektrosztatikus tér - olyan terület, amelyen keresztül a vonatok kölcsönhatásba rögzített díjakat. Az észlelésről és a helyszíni vizsgálatok bevezetett koncepció teszt díjat. Teszt töltés - pozitív ponttöltés nem torzítja a vizsgálati területen (ponttöltés - ez a töltés központosítva van a test, amelynek mérete lehet elhanyagolt összehasonlítva a távolságokat más zapryadov). A vizsgálati Q töltésű 0. vezették be az elektromos mező által termelt ponttöltés Q. Coulomb erő hat:
ahol - a vektor levonni a Q töltésű, hogy a Q töltésű 0. Az arány független a bevezetett Q töltésű 0. azaz Ez jellemző a területen is.
Itt az elektromos mező egy vektor erő jellemző mezőt és számszerűen egyenlő az erő, amellyel a mező hat a készülék teszt töltés, bevezetett egy adott ponton a mező:
Az egység ereje 1 N / Cl - feszültség van elektrosztatikus mező olyan, hogy a felelős 1 C erőt 1 N. A feszültség is expresszálódik, V / m.
A grafikus képek elektrosztatikus tér intenzitása vektor vonal (távvezeték). Ilyen vonalat húztunk úgy, hogy a érintők hozzá minden pontján a területen egybeesnek az irányt a feszültség ezen a ponton. Teljesítmény nem metszik egymást, és irányította a pozitív a negatív töltés. Szerint a sűrűsége a erővonalak lehet megítélni, hogy mennyi a feszültséget. Egyetértettünk abban, hogy feltételezzük, hogy a feszültséget az adott térbeli pontban egyenlő a számát feszültségű vezetékek, átkelés egységnyi területre szállított merőleges vonalak a feszültség. Field egyenletes, ha minden pontján hely egyforma.
Ha a mező által termelt díjrendszer, a nettó ható erő teszt díjat vezetett be ezen a területen pont megegyezik a geometriai összege ható erők egy teszt díjat minden ponttöltés külön-külön. Ezért, az intenzitás egy adott ponton a mező egyenlő:
Ez az arány kifejezi a szuperpozíció elve területeken. az intenzitás a kapott mező rendszer által termelt díjak, egyenlő a geometriai összege térerősségek generált egy adott pont minden felelős külön-külön.
Bemutatjuk a koncepció egy áramlási irányt az elektromos mező. Tedd az elektromos mező az elemi terület ds. amelyen belül a mező homogénnek tekinthető. A tájékozódás ezen a területen a tér által meghatározott egység vektor normális. Az egység normál vektort lehet kialakítani két ellenkező irányba. Egyikük hagyományosan feltételezték, hogy pozitív ebben az irányban, és tartják normális. Abban az esetben, zárt felületen vett normális, hogy vegye ki a hatálya alá tartozó területen ezen a felületen. Ezután a vektort - számszerűen egyenlő DS. és iránya egybeesik az irányt a normális.
Flow az elektromos mező vektort dS felületén át az úgynevezett skalár szorzata vektorok:
ahol - közötti szög a vektorok és a. A vetítés a vektor az irányt a szokásos.
Áramlási vektor bármilyen felületen S.
Flux egy algebrai érték, ha a szög - akut, majd; ha a szög - tompa, akkor.
Gauss-tétel elektrosztatikus mező intenzitása:
Takarmány elektromos mező vektort keresztül egy tetszőleges zárt forgatni egyenlő az algebrai összege minden zaradi belsejében elhelyezett felületen osztva:
Ha az elektromos mező E0. generált szabad töltések, helyezzen egy szigetelő, ez polarizált a felszínen úgy tűnik nem kompenzált töltés felületi sűrűsége. Kompenzálatlan díjak megjelenő eredményeként a dielektromos polarizáció mondta, hogy kapcsolódik. Ez a kifejezés hangsúlyozza, hogy a szabad mozgás korlátozott a kapcsolódó díjakról. Tudják mozgatni csak az elektromosan semleges molekulákat. Amikor homogén dielektromos polarizációs térfogatát kompenzálja a pozitív és negatív töltések a molekulák, és nincs makroszkopikus kötött töltés jelenik meg.
Kapcsolódó díjak fellépő dielektromos felület, ami egy elektrosztatikus mező a dielektromos. Ez a mező az ellenkező oldalon a külső tér E0. Az így kapott mező a dielektrikum. E = E0- E”. ahol E „- által gerjesztett az azokhoz kapcsolódó díjak:
Tehát a keletkező mező belsejében a dielektromos:
Találunk közötti összefüggés felületi sűrűsége a kötött díjak és polarizálja. Ez a darab egységes dielektrikum, amelynek alakja egy ferde hengert, elhelyezhetjük egy homogén elektromos mező irányított párhuzamos a henger tengelyével. A bázisok a henger társítva lesz a felületi töltéssűrűség. Az oldalsó felületei kötött díjak abból ered, hogy ellensúlyozza a töltést a dielektromos párhuzamos ezeket az arcokat. Ha S - henger alap terület, a dielektromos szerezhet dipólmomentum:
- ez a Gauss-tétel az elektrosztatikus mező a dielektromos. Tól (13) látható, hogy a fluxus-vektor D keresztül zárt felület határozza csak a szabad töltések. Formálási Gauss-tétel, hogy a mező vektor D. elektromos elmozdulása fluxus révén bármilyen zárt felület összegével egyenlő a szabad töltések által lefedett felületet.
Behelyettesítve a (12) kifejezés (9), kapjuk:
Így a vektor a D és E kapcsolódó szerint:
Mély fizikai jelentése D nem. A vektor E beállítja a mezőt a dielektrikum és tulajdonságaitól függ a közeg. A pályán E0. amely megteremti a szabad töltések, kötött díjakat alkalmazott területen. A vektor D a tulajdonságait a közeg nem függ, ezért jellemzi területén a szabad töltések, de ez, hogy zajlik jelenlétében kötött díjakat.
A díjak találhatók a külső (tekintettel erre a felületre) térköz nagyságát nem befolyásolja az áramlást.
Mi helyet elektrosztatikus térben egy ponttöltés Q töltés Q0. Tegyük fel, Q0 töltés halad a tetszőleges útvonal pont 1 pont 2.
Ebben az esetben az erő, amelyet a díj, ez nem működik. F erők munkáját az elemi elmozdulás dl egyenlő:
Vector mennyiséget nevezzük potenciál gradiens irányát jelöli a leggyorsabb növekedés lehetséges. A mínusz jel azt jelzi, hogy a vektor mező irányul irányába csökkenő kapacitás.
Egy grafikus ábrázolása lehetséges használata ekvipotenciális felületek - ezt a felületet minden ponton, ahol a potenciális ugyanaz az értéke. Megmutatjuk, hogy az ekvipotenciális vonalak merőlegesek a felületre elektrosztatikus tér. Q0 mozognak ekvipotenciális felületet díj:
mert díjat mozog ekvipotenciális felület,
de. Következésképpen, az elektrosztatikus mező vonalak merőlegesek a ekvipotenciális felületek.
Ekvipotenciális felületet lehet tenni bármilyen területen ponton, így az ilyen felületek lehet végtelen. Megbeszéltük, hogy végezzen az ekvipotenciális felületek, így a potenciális különbség a szomszédos felületek van mindenütt ugyanaz. Ezután a sűrűsége ekvipotenciális felületek tudja ítélni a nagysága a térerőt. A vastagabb elrendezett felülete, annál gyorsabb a lehetséges változásokat, amikor mozog a felületre merőleges, tehát minél inkább ezen a helyen, és így.
Tervezésekor a vákuum csövek, kondenzátorok, elektronikus lencsék és más eszközök gyakran kell tudni, hogy a forgalmazás az elektromos mező a elektródok közötti térben komplex alakja. Analitikai mező számítás csak akkor lehetséges, a legegyszerűbb konfigurációban az elektródák és általában nem praktikus. A tanulmány a komplex elektrosztatikus mezők módszer elektrolitikus fürdő (próba módszer), ahol a helyzet a kísérletileg meghatározott ekvipotenciális vonalak, amely lehetővé teszi, hogy építeni a erővonalak, és hogy megtalálják a feszültséget annak különböző pontjain.
Elektrolitikus fürdő, készült egy jó szigetelő
Az elektródák a tápegység feszültséget Uo. amely által ellenőrzött voltmérővel.
A lehetséges különböző pontjain területén mérjük egy próba, amely kapcsolódik a digitális voltmérő.
Alján az elektrolitikus fürdő található rács. Működés közben a rács segítségével egy külön lapon (grafikon papírt) helyzetét mutatja az elektródok és az elektromos mező mintázat van kialakítva - ekvipotenciális vonalat. A kísérleti adatok számított intenzitás értéke különböző pontjain az elektromos mező.