Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 23 стр.

UptoLike

23
одинаков во всех его точках, т.е. поверхности электродов в ванне
являются эквипотенциальными.
Проводник, по которому течет ток (в нашем случае электролит),
электрически нейтрален число положительных и отрицательных ионов в
любом объеме (достаточно большом по сравнению с объемом самих
ионов) электролита одинаково. Поэтому заряды, движущиеся в
электролите, не создают электрического поля, и поле между электродами
целиком определяется зарядами самих электродов. Поэтому между
электродами в электролитической ванне, когда по ней течет ток,
существует электрическое поле точно такое же, какое было бы между
этими электродами, помещенными в вакуум и заряженными до такой же
разности потенциалов.
Таким образом , задача о нахождении электростатического поля
между заряженными электродами в пустоте сводится к задаче о
нахождении электрического поля, возникающего в электролитической
ванне при протекании в ней электрического тока .. При этом сначала можно
найти потенциал каждой точки пространства , заполненного электролитом ,
а затем вычислить значение напряженности электрического поля.
Введение в проводящую среду (в которой поле тока воспроизводит
электростатическое поле) диэлектрических тел может изменить
конфигурацию поля. Поле тока в таком случае изменится в соответствии
со значением проводимости введенного тела , а не его диэлектрической
проницаемости.
Описание лабораторной установки
Принципиальная схема установки, с помощью которой выполняется
данная лабораторная работа, показана на рис.4.
Основной ее частью является
электролитическая ванна (В), с
помещенными в нее металлическими
электродами (А, Б ), между которыми
предстоит изучить структуру поля.
Ванна заливается водой, являющейся
электролитом , проводимость
которого мала по сравнению с
проводимостью металла . Электроды
опираются на дно ванны и должны
немного возвышаться над уровнем
электролита.
В измерительную часть схемы
кроме зонда Z входят нуль -
гальванометр Г, вольтметр V и
реостат R, который включен в цепь как делитель напряжения. Принцип
работы измерительной части схемы состоит в следующем .
= 36 B
R
Рис.4
Г
R
                                               23
од ин а ков во всех его точка х , т.е. поверх н ости электрод ов в ва н н е
являю т ся эквипот ен циа ль н ым и.
         Провод н ик, по котором у т ечет т ок (в н а шем слу ча е элект ролит ),
элект рически н ейт ра лен – число полож ит ель н ых и отрица тель н ых ион ов в
лю б ом об ъ ем е (д ост а т очн о б оль шом по сра вн ен ию с об ъ ем ом са м их
ион ов) элект ролит а од ин а ково. Поэт ом у за ряд ы, д виж у щ иеся в
элект ролит е, н е созд а ю т элект рического поля, и поле м еж д у элект род а м и
целиком опред еляет ся за ряд а м и са м их элект род ов. Поэт ом у м еж д у
элект род а м и в электролитической ва н н е, когд а по н ей т ечет ток,
су щ ест ву ет элект рическое поле точн о т а кое ж е, ка кое б ыло б ы м еж д у
эт им и элект род а м и, пом ещ ен н ым и в ва ку у м и за ряж ен н ым и д о т а кой ж е
ра зн ости пот ен циа лов.
         Т а ким об ра зом , за д а ча о н а х ож д ен ии элект рост а тического поля
м еж д у за ряж ен н ым и элект род а м и в пу ст от е свод ится к за д а че о
н а х ож д ен ии элект рического поля, возн ика ю щ его в элект ролитической
ва н н е при прот ека н ии в н ей элект рического тока .. При этом сн а ча ла м ож н о
н а йти потен циа л ка ж д ой точки прост ра н ст ва , за полн ен н ого элект ролитом ,
а за т ем вычислит ь зн а чен ие н а пряж ен н ост и элект рического поля.
         В вед ен ие в провод ящ у ю сред у (в кот орой поле тока воспроизвод ит
электрост а тическое поле) д иэлект рических т ел м ож ет изм ен ит ь
кон ф игу ра цию поля. Поле тока в та ком слу ча е изм ен ит ся в соот вет ст вии
со зн а чен ием провод им ост и введ ен н ого т ела , а н е его д иэлект рической
прон ица ем ости.

                            О пис ание л абораторнойустановк и
          Прин ципиа ль н а я сх ем а у ст а н овки, с пом ощ ь ю которой выполн яет ся
д а н н а я ла б ора т орн а я ра б ота , пока за н а н а рис.4.
                                                              Осн овн ой ее ча сть ю являет ся
                                                    элект ролит ическа я ва н н а (В ), с
                   R                                пом ещ ен н ым и в н ее м ет а ллическим и
                                                    элект род а м и (А, Б ), м еж д у кот орым и
                                                    пред стоит изу чит ь ст ру кт у ру поля.
                                                    В а н н а за лива ет ся вод ой, являю щ ейся
                         Г                          элект ролитом ,               провод им ост ь
                                                    кот орого м а ла по сра вн ен ию            с
                                                    провод им ост ь ю м ет а лла . Элект род ы
                                                    опира ю т ся н а д н о ва н н ы и д олж н ы
                         R
                                                    н ем н ого возвыша ть ся н а д у ровн ем
                                                    элект ролит а .
                        = 36 B                               В изм ерит ель н у ю ча ст ь сх ем ы
                       Рис.4                        кром е зон д а Z             вх од ят н у ль -
                                                    га ль ва н ом ет р Г, воль тм ет р V и
реост а т R, кот орый вклю чен в цепь ка к д елит ель н а пряж ен ия. Прин цип
ра б оты изм ерит ель н ой ча ст и сх ем ы состоит в след у ю щ ем .