靜電場描繪實(shí)驗(yàn)儀

1、靜電場描繪實(shí)驗(yàn)儀QSCE-22型靜電場描繪實(shí)驗(yàn)儀技術(shù)說明書浙江求是科教設(shè)備有限公司一、實(shí)驗(yàn)原理：在這一些電子器件和設(shè)備中，有時(shí)需知道其中的電場分布，一般都通過實(shí)驗(yàn)的方法來確定。直接測量電場也有很大困難。所以實(shí)驗(yàn)時(shí)常來用一種物理實(shí)驗(yàn)的方法-模擬法。即仿造一個(gè)電場(模擬場時(shí))與原電場完全一樣。當(dāng)用探針去測模擬場時(shí)，也不受干擾。因此可以間接地測出被模擬的電場中各點(diǎn)的電位。連接各等電位點(diǎn)作出等位面。根據(jù)電力線與等位面的垂直關(guān)系。描繪出電力線，即可形象地了解電場情況。加深對電場強(qiáng)度、電位和電位差概念的理解。1、兩點(diǎn)電荷的電場由圖1-a所示，兩點(diǎn)電荷A、B各帶等量異號電荷，其上分別為+V和-V。電子對稱性

2、。等電位面也是對稱分布的，電場分布圖見圖書1-b。(a)(b)圖1做實(shí)驗(yàn)時(shí)，是以導(dǎo)電率很低的自來水，填充在兩極間。若在兩電極上加一定的電壓，就可以測出自來水中兩點(diǎn)電荷的電場分布。與長平行導(dǎo)線的電場分布相同。2、點(diǎn)電荷的電場分布由圖2-a所示，園環(huán)B的中心放一點(diǎn)電荷A,分別加-V和+V,由于對稱性，等位面都是同心園，電場分布在取走園環(huán)B之后的圖形，見圖2-b。(a)(b)圖2同軸柱面(電纜線)的電場分布同軸電纜如圖3所示，內(nèi)筒半徑為a,稱a筒。外筒內(nèi)半徑為b,稱b筒。設(shè)內(nèi)筒和外筒單位長度上帶電量分別為+和-r,電位分別為Va和Vb,則兩筒之間的電場強(qiáng)度為E=rr2兩筒之間的電位差Va-Vb=ab

3、nlrdrrrabdrab22將外筒接地即Vb=0,則Va=abnlr2(1)兩筒之間任一點(diǎn)，高軸為r處的電位為Vr,有Va-Vr=rdrrraEdrra2=arLnr2交(1)代入式得Vr=Va(1-abLnarLn)(2)上式就是兩筒各帶電量士r的電位分布。圖3若用自來水和電報(bào)模擬電場，具裝置如圖2a所示。設(shè)自來水深度為h電陰率為P,則任一半徑為r的圓周到半徑為(r+ar)圓周之間的電阻為：dR=PrdrhPSdr2在兩極之間自來水的電阻Rab=abnhPrdrbahPRdba122(3)兩極之間的總電流為I=abnPhaVabRaVabRbVaV12(4)在電極a和半徑為r圓周之間電位差

4、為arIRrVaV(5)將I和Rar分別用(4)式和(5)式的結(jié)果代入得aVaVrV)1(abLnarLnaVabLnabLn(6)(5)式和(2)式相同，這就證明了可以用直流電場來模擬靜電場，具電位分布是相同的，同時(shí)由(6)式可以看出，由于abnLaV都是常數(shù)所以rV是r的函數(shù)，即等位線都是同心圓。二、實(shí)驗(yàn)電路圖用電壓表(高阻)測繪等位點(diǎn)按照圖4連成分壓電路。V表可用GB-9B型電子管繁用表的10V檔，E可取12V,1A的交流電源。經(jīng)R滑線變阻器分壓為實(shí)驗(yàn)所需要的兩電荷之間的電壓值。再測繪出各電位的等位點(diǎn)。R改為810只電阻的電壓等分器，V為示波器，同樣測出不同電位的等位點(diǎn)。2、點(diǎn)電荷的電場

5、描繪裝置，參考圖4進(jìn)行試驗(yàn)，既可定性描繪，也可定量計(jì)算。3、平行板的電場分布(電容器)使用QSCE-2型電場描繪裝置,在平行板電極內(nèi)為均勻電場，平行板的兩端部分和外部的電場也可測繪。示波管的聚焦電場分布使用QSCE-理電場描繪裝置可了解靜電透鏡的聚焦作用。加深對陰極射線示波器的理解。使用QSCE-2t場描繪儀和靜場描繪儀專用電源四、技術(shù)范圍適用電源交流12V、1A自來水20m海外形尺寸340x170x150mm我器重量2.5kg工作條件常溫常壓五、儀器特點(diǎn)1、采有雙層水梢工結(jié)構(gòu)，自來水導(dǎo)電均勻，節(jié)省實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。2、儀器直觀性強(qiáng)、調(diào)整方便。3、控針經(jīng)過特殊加工，實(shí)驗(yàn)效果更佳。六、儀器成套性1、QSCE-2型電場描繪儀1臺2、控針1個(gè)3、技術(shù)說明書1份4、產(chǎn)品合格證書1份5、其它形狀電極另購靜電場描繪電源使用說明該電源專供我廠生產(chǎn)的水槽式電場描繪儀用，可提供12V連續(xù)可調(diào)的交流電壓，撥動轉(zhuǎn)換開關(guān)K2即可檢測。儀器電路圖如下：V采有交流15V電壓表，E交流變壓器提