Практикум по электричеству и магнетизму - 16 стр.

UptoLike

16
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 .
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
Рис.5
1
Z
2
K
= 36 B
Рис.4
Г
R
                                                  16
п от ен циа л          ка ж д ой          точки п ростра н ства ,                    за п олн ен н ого
электролит ом , а за т ем вычислит ь зн а чен ие н а п ря ж ен н ост и элект рического
п оля .
         Введ ен ие в п ровод я щ у ю сред у (в кот орой п оле т ока восп роизвод ит
электрост а т ическое п оле) д иэлект рических                      т ел м ож ет            изм ен ит ь
кон ф игу ра цию п оля . П оле тока в т а ком слу ча е изм ен ит ся в соот вет ст вии со
зн а чен ием п ровод им ост и введ ен н ого т ела , а н е его д иэлект рической
п рон ица ем ост и.
                           О пис ание л абораторной у с тановк и
                                           П рин цип иа ль н а я      сх ем а      у ст а н овки, с
                                  п ом ощ ь ю        кот орой         вып олн я ет ся           данная
                                  ла бора т орн а я ра бот а , п ока за н а н а рис.4.
     R                                      Осн овн ой         ее         ча ст ь ю          я вля ет ся
                                  электролит ическа я ва н н а (В), с п ом ещ ен н ым и в
            Г                     н ее м ет а ллическим и элект род а м и (А, Б ), м еж д у
                                  которым и п ред стоит изу чить ст ру кт у ру п оля .
                                  Ва н н а       за лива ет ся         вод ой,         я вля ю щ ейся
            R                     электролитом , п ровод им ост ь кот орого м а ла п о
                                  сра вн ен ию с п ровод им ость ю м ета лла . Элект род ы
           = 36 B                 оп ира ю т ся н а д н о ва н н ы и д олж н ы н ем н ого
          Рис.4                   возвыша т ь ся н а д у ровн ем элект ролит а .
         В изм ерит ель н у ю ча ст ь сх ем ы кром е зон д а Z                       вх од я т н у ль -
га ль ва н ом ет р Г, воль т м ет р V и реоста т R, который вклю чен в цеп ь ка к
д елит ель н а п ря ж ен ия . П рин цип ра бот ы изм ерит ель н ой ча ст и сх ем ы состоит
в след у ю щ ем .
         П ерем ещ ен ием д виж ка н а д елит еле н а п ря ж ен ия R п рид а ем ра зн ые
зн а чен ия п от ен циа ла зон д а Z от н осит ель н о элект род ов А и Б . Н а личие или
от су т ст вие т ока в цеп и га ль ва н ом етра за висит от т ого в ка кой точке п оля
н а х од ит ся зон д . Е сли он н а х од ит ся в т очке, п от ен циа л кот орой ра вен
п от ен циа лу н а д елит еле н а п ря ж ен ия , т о в цеп и зон д а и га ль ва н ом етра т ока
н е бу д ет.
         С овоку п н ост ь всех т очек п оля , д ля кот орых ток в цеп и зон д а ра вен
н у лю (при данном пол ож ении движ к а на дел ител е напряж ения !),
обра зу ю т эквип от ен циа ль н у ю лин ию в исслед у ем ом п оле. Д ля изм ерен ия
п от ен циа ла эт ой лин ии слу ж ит воль т м 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 электролитической ва н н е электрического
п оля свод ит ся к след у ю щ ем у . Д виж ком н а д елит еле н а п ря ж ен ия зон д у
сообщ а ю т ра зличн ые зн а чен ия п от ен циа ла , д ля ка ж д ого из которых ,
                                        п ерем ещ а я зон д в ва н н е, н а х од я т т очки,
                                        соответ ст ву ю щ ие эквип от ен циа ль н ой лин ии
                                        исслед у ем ого п оля , т .е. т очки, д ля кот орых
                                        т ок через га ль ва н ом ет рра вен н у лю .
    1                             2             Гра ф ическое                         изобра ж ен ие
       Z                      K         э  квип от ен циа ль н ых       лин   ий      на       бу м а ге
                                        д ела ет ся      с       п ом ощ ь ю         сп ециа ль н ого
                 Рис.5