Дать определение плотности тока проводимости, записать ее связь с величиной тока.

Стр 1 из 3Следующая ⇒

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Заочно-вечерний факультет

Отчёт по лабораторной работе Т-33

Исследование электрического поля постоянного тока в плоском проводящем листе

Выполнил: студент 3 курса

группы ЭПбз-11-1

Долженков М.Е.

Проверил(а):

Иркутск 2014 г.

Цель работы. Исследование распределения электрического поля постоянного тока в плоском проводящем листе. Выявление общего характера картины поля, определение сопротивления листа, а также экстремальных значений напряженности и плотности тока проводимости.

Программа работы

1. Экспериментально снять семейство линий равного потенциала. Получить полную картину исследуемого поля, дополнив семейство линий равного потенциала линиями тока.

2. По результатам эксперимента определить сопротивление листа.

3. Используя картину поля, вычислить сопротивление листа и его проводимость , найти точки с максимальной и минимальной напряженностью и плотностью тока.

4. Сравнить результаты расчета и эксперимента, сделать выводы по работе.

Порядок выполнения работы

1. Собрать лабораторную установку (рис. 1), подключить ее к источнику постоянного напряжения, установить ток равный 1.0 А и в течение всего опыта поддерживать его неизменным.

Рис.1.

2. Снять семейство линий равного потенциала с помощью металлического щупа, соединенного через гальванометр с листом в точке С. Острие щупа по поверхности листа следует перемещать так, чтобы показания гальванометра оставались неизменными. При этом определяется одна из линий равного потенциала (j_к=const). Первые эквипотенциали необходимо найти в непосредственной близости к точкам подвода и отвода тока и замерить величину подводимого к листу напряжения (U).

Остальные линии равного потенциала надо снимать одну за другой так, чтобы разность потенциалов между двумя соседними линиями везде была одной и той же (D_j=const). Особое внимание следует обращать на то, чтобы удовлетворялись граничные условия у краев листа. Так как края листа являются линиями тока, то линии равного потенциала должны подходить к ним перпендикулярно. Число линий равного потенциала, зависящее от D_j, должно быть таким, чтобы на картине поля получалась достаточно густая сетка, образованная эквипотенциалями и линиями тока. Полученное экспериментально семейство эквипотенциалей перенести на кальку или миллиметровую бумагу, соблюдая масштаб.

∆φ = 3 мВ

3. Получить полную картину исследуемого поля, дополнив снятое экспериментально семейство линий равного потенциала линиями тока. Линии тока следует проводить так, чтобы они пересекались с эквипотенциалями всюду под прямым углом, а получаемые при этом ячейки сетки поля образовывали подобные криволинейные квадраты, то есть отношение средней длины a к средней ширине b каждой ячейки было равно единице (^a/_b=1). На поверхности листа должно получиться 8-10 трубок равного тока.

4. Определить удельную проводимость листа g, для чего по окончании опыта с фигурным листом включить в цепь тока DF полоску из того же материала и той же толщины, что и лист. В средней части полосы линии тока параллельны, а линии равного потенциала перпендикулярны краям полосы. Измеряя силу тока и падение напряжения на длине полосы, содержащей квадратов, определить сопротивление одного квадрата

U = 13 ·3=39 мВ

Так как длина и ширина квадрата одинаковы, то

где a-толщина листа, равная 0,8 мм.

Следовательно, См/м

5. По результатам эксперимента, зная силу тока в листе и напряжение U между двумя ближайшими к точкам подвода и отвода тока линиями равного потенциала, определить сопротивление листа:

R=U/I =39/1=39 мОм

6. Рассчитать сопротивление листа по картине поля:

где Dj--разность потенциалов между соседними эквипотенциалями;

n-число интервалов между ними.

Сопротивление квадрата сетки не зависит от его размеров , поэтому по картине поля, зная сопротивление одного квадрата отдельной полосы, можно вычислить сопротивление фигурного листа по формуле

где m-число трубок тока на картине поля фигурного листа.

7. Сравнить сопротивление листа, найденное по результатам эксперимента и определенное по картине поля. Результаты равны.

8. Используя картину электрического поля постоянного тока в фигурном листе, определить точки, в которых напряженность E и плотность тока d максимальны, минимальны (E_max, E_min, d_max, d_min). Выявить особенности распределения напряженности поля и плотности тока по поверхности листа.

a_max =164 мм → E_max = Dj/ a_max = 3/164 = 0,018 В/м

a_min=7,2 мм → E_min = Dj/ a_min = 3/7,2 = 0,416 В/м

d_max = γ · E_max = 0,41·10⁶ · 0,018 =0,00738 ·10⁶ =7380 А/м²

d_min= γ · E_min = 0,41·10⁶ · 0,416= 0,17056·10⁶ =170560 А/м²

9. Вывод: в данной лабораторной работе мы экспериментально сняли семейство линий равного потенциала. Получили полную картину исследуемого поля, дополнив семейство линий равного потенциала линиями тока.

По результатам эксперимента определили сопротивление листа, а также используя картину поля, вычислили сопротивление листа и сравнили с расчётным результатом, которые оказались равны. Нашли проводимость листа. Определили точки с максимальной и минимальной напряженностью и плотностью тока.

Ответы на вопросы:

Дать определение плотности тока проводимости, записать ее связь с величиной тока.

Ток возможен не только в разреженных средах, но и в сплошных средах (металлах, электролитах), имеющих в своем составе свободные носители заряда, способные перемещаться на расстояния намного превышающие размеры атома. Ток в таких средах называется током проводимости. Векторная величина, модуль которой равен силе тока через единичную площадку, перпендикулярную скорости зарядов, а направление совпадает с направлением их скорости - называется плотностью тока.

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 446; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!