Описание экспериментальной установки

Аксенов К., гр. ЕПР-1-10

Эквипотенциальные поверхности и силовые линии электрического поля между электродами различных типов можно непосредственно изучать с помощью зондового метода, реализованного в слабопроводящей среде. Идея метода может быть понята из рис.2.

Рис.2. Блок-схема экспериментальной установки

В плоскую ванну 1 наливают жидкость с большим удельным сопротивлением (в нашем случае водопроводная вода). В ванне устанавливаются электроды различной формы 2, 3, и на них подается напряжение от источника переменного тока – блока питания БП 4, которое создает электрическое поле в ванне. Для изучения этого поля в ванну вводится дополнительный электрод 5, получивший название зонда. Он может свободно перемещаться по всей площади ванны. С помощью потенциометра 6 можно задавать различные напряжения, при которых определяются линии равного потенциала в электролитической ванне. Осциллограф ОСЦ служит для индикации различия между потенциалами зонда 5 и движка потенциометра 6.

Над ванной располагается деревянная поверхность, на которую помещается лист бумаги. При помощи специального держателя над листом бумаги точно над зондом перемещается карандаш, которым можно делать отметки на листе бумаги. Различные значения потенциала задаются с помощью потенциометра 6.

Если зонд 5 помещается в такую точку поля, где потенциал зонда равен потенциалу, снимаемому с движка потенциометра, на экране осциллографа будет наблюдаться минимальное отклонение луча. При этом положении зонда на листе бумаги наносится точка. Это минимальное отклонение луча осциллографа будет сохраняться, если зонд перемещать по данной эквипотенциальной линии. При этом перемещении на листе бумаги наносится несколько точек, а затем между ними проводится плавная кривая, которая и будет соответствовать эквипотенциальной линии. Изменяя напряжение, снимаемое с движка потенциометра, находят новую эквипотенциальную линию и т.д.

Получив в данном электрическом поле ряд линий равного потенциала и учитывая, что они всегда перпендикулярны силовым линиям, можно построить систему силовых линий, или линий напряженности электрического поля.

Напряжение на электроды и на зонд подается со специального блока питания БП 4.