Электричество и магнетизм. Часть 1. Миловидова С.Д - 24 стр.

UptoLike

24
Перемещением движка на делителе напряжения R придаем
разные значения потенциала зонда Z относительно электродов А и Б .
Наличие или отсутствие тока в цепи гальванометра зависит от того в какой
точке поля находится зонд. Если он находится в точке, потенциал которой
равен потенциалу на делителе напряжения, то в цепи зонда и
гальванометра тока не будет .
Совокупность всех точек поля, для которых ток в цепи зонда равен
нулю (при данном положении движка на делителе напряжения !),
образуют эквипотенциальную линию в исследуемом поле. Для измерения
потенциала этой линии служит вольтметр V, включенный между движком
и одним из электродов.
Изучение существующего в электролитической ванне
электрического поля сводится к следующему. Движком на делителе
напряжения зонду сообщают различные значения потенциала , для каждого
из которых, перемещая зонд в ванне, находят точки, соответствующие
эквипотенциальной линии исследуемого поля , т .е. точки, для которых ток
через гальванометр равен нулю .
Графическое изображение
эквипотенциальных линий на
бумаге делается с помощью
специального устройства
пантографа (рис.5). К концу рычага
1 пантографа прикрепляется
вертикальный зонд Z, который
может перемещаться в
горизонтальной плоскости по электролитической ванне (показана
пунктиром слева ). Нижний конец зонда погружен в электролит, а верхний
соединен с гальванометром . К концу рычага 2 пантографа вертикально
прикреплен карандаш К, который перемещается по горизонтально
расположенному листу бумаги (показан пунктиром справа ).Система
рычагов пантографа устроена так, что все перемещения зонда в ванне
автоматически воспроизводятся перемещением карандаша по листу
бумаги . Последовательно передвигая зонд и находя эквипотенциальные
точки поля, можно получить их положение на бумаге, если каждый раз
нажимать на карандаш. Соединяя плавной линией карандашные отметки,
соответствующие всем найденным эквипотенциальным точкам, можно
воспроизвести на бумаге форму и размеры горизонтального сечения
системы эквипотенциальных поверхностей исследуемого поля. При всех
действиях лист бумаги должен быть надежно закреплен!
Так как эквипотенциальные поверхности и силовые линии
ортогональны, то полученную картину электростатического поля можно
дополнить силовыми линиями.
Рис.5
1
Z
2
K
                                              24
         Перем ещ ен ием д виж ка н а д елит еле н а пряж ен ия R прид а ем
ра зн ые зн а чен ия пот ен циа ла зон д а Z от н осит ель н о элект род ов А и Б .
Н а личие или отсу т ст вие т ока в цепи га ль ва н ом етра за висит от т ого в ка кой
т очке поля н а х од ится зон д . Е сли он н а х од ит ся в т очке, пот ен циа л которой
ра вен пот ен циа лу н а д елит еле н а пряж ен ия, т о в цепи зон д а и
га ль ва н ом ет ра тока н е б у д ет .
         С овоку пн ост ь всех т очек поля, д ля которых т ок в цепи зон д а ра вен
н у лю (при данном пол ож ении движ к а на дел ител е напряж ения !),
об ра зу ю т эквипот ен циа ль н у ю лин ию в исслед у ем ом поле. Д ля изм ерен ия
пот ен циа ла этой лин ии слу ж ит воль тм ет рV, вклю чен н ый м еж д у д виж ком
и од н им из элект род ов.
         Изу чен ие        су щ ест ву ю щ его      в       элект ролит ической        ва н н е
элект рического поля свод ится к след у ю щ ем у . Д виж ком н а д елит еле
н а пряж ен ия зон д у сооб щ а ю т ра зличн ые зн а чен ия потен циа ла , д ля ка ж д ого
из кот орых , перем ещ а я зон д в ва н н е, н а х од ят точки, соот ветст ву ю щ ие
эквипот ен циа ль н ой лин ии исслед у ем ого поля , т .е. точки, д ля кот орых т ок
                                                 через га ль ва н ом ет рра вен н у лю .
                                                          Гра ф ическое       изоб ра ж ен ие
                                                 эквипот ен циа ль н ых        лин ий       на
                                                 б у м а ге д ела ет ся с пом ощ ь ю
                                                 специа ль н ого         у стройства          –
         1                                2      па н тогра ф а (рис.5). К кон цу рыча га
           Z                          K          1        па н тогра ф а     прикрепляет ся
                       Рис.5                     верт ика ль н ый зон д Z, кот орый
                                                 м ож ет           перем ещ а т ь ся          в
горизон т а ль н ой плоскост и по элект ролитической ва н н е (пока за н а
пу н кт иром слева ). Н иж н ий кон ец зон д а погру ж ен в электролит, а верх н ий
соед ин ен с га ль ва н ом етром . К кон цу рыча га 2 па н тогра ф а вертика ль н о
прикреплен ка ра н д а ш К , кот орый перем ещ а ет ся по горизон та ль н о
ра сполож ен н ом у лист у б у м а ги (пока за н пу н кт иром спра ва ).С истем а
рыча гов па н тогра ф а у ст роен а та к, что все перем ещ ен ия зон д а в ва н н е
а вт ом а тически воспроизвод ят ся перем ещ ен ием ка ра н д а ша по лист у
б у м а ги. Послед ова тель н о перед вига я зон д и н а х од я эквипот ен циа ль н ые
т очки поля, м ож н о полу чит ь их полож ен ие н а б у м а ге, если ка ж д ый ра з
н а ж им а ть н а ка ра н д а ш. С оед ин яя пла вн ой лин ией ка ра н д а шн ые от м ет ки,
соот вет ст ву ю щ ие всем н а йд ен н ым эквипотен циа ль н ым т очка м , м ож н о
воспроизвести н а б у м а ге ф орм у и ра зм еры горизон т а ль н ого сечен ия
сист ем ы эквипотен циа ль н ых поверх н ост ей исслед у ем ого поля. П ри всех
д ей ствия х лист бум аги д олж ен бы ть над еж но закреплен!
         Т а к ка к эквипотен циа ль н ые поверх н ости и силовые лин ии
ортогон а ль н ы, т о полу чен н у ю ка рт ин у элект роста т ического поля м ож н о
д ополн ит ь силовым и лин иям и.