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静电场绘测实验报告 用电流场模拟静电场 一、 实验目的 1.学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。2.加深对电场强度和电位概念的理解。 3.能够在坐标纸上准确描述同轴电缆的静电场分布。4.理解和掌握“模拟法”间接绘制静电场的理论基础。 二、实验原理 虽然静电场和稳态电流场是两个不同的电场，但稳态电流场中的电位分布可以用来模拟静电场的电位分布。均匀电荷长直同轴圆柱的静电场可用圆形金属电极a和环形金属电极B形成的电流场来描述。 v0r0rar+dr图1同轴电缆的静电场图2同轴电缆的电流场 R0rb比较了以下两种在R场半径处的电势表达式：1静电场 e??2??0 r0v？？Edl？？2.R博士0 2?? 0 nr0r 设内圆柱与同轴柱面间的电势为v0，则 r0v0？？2.r0？？博士0 2?? 0 nr0r0 v?v0?nr0r0??nr0r（1） 2.稳定电流场 设任意处的电流密度为j，电阻率为?，则该处场强.e??j??i2?rt'（其中t为电纸厚度） 我r0v？？Edl？？2.tdrrr？我2.Tnr0r ?设加在a、b两极间的电势差为v0，则 v0？是 '?2?ti?r0drrr0?i?2?t?nr0r0 五、v0？Nnr0r（2） r0r0比较（1），（2）两式可知，在离开圆心r处两场电势有完全相同的表达式。故可用稳恒电流场模拟静电场。 三、 实验仪器 eqc-2型双层式静电场测绘仪一套，直流稳压电源(10v，1a)，电压表 四、 实验步骤 1.将导电玻璃上内外两电极分别与直流稳压电源的正负极相连接，电压表正负极分别与同步探针及电源负极相连接。调节电源电压到10.0v。 2.移动同步探头，绘制同轴电缆等电位簇。两条相邻等电位线之间的电位差为1伏，总共测量了八条 条等位线，每条等位线测定出八个均匀分布的点。 3.以等电位线上各点到原点的平均距离为半径，绘制同心等电位线簇。然后，根据电力线和等电位线的正交原理，画出电力线，标出等电位线的电压，指出电场强度的方向，得到完整的电场分布图。 4.在坐标纸上作出相对电位ur和lnr的关系曲线，并与理论结果比较。 u0 五、数据记录和数据处理 拉？0.50cmrb？7.00cmu0？10.0v ur（v）ur/u0uur0r测lnr测r理?r?r理?r测er??r/r理式中r理 ? rb？RR根据B？？拉？？？？？计算 数据处理要求：1）在坐标纸上描绘同轴电缆的静电场分布； 2） 填写上述表格； 3）根据表格数据在坐标纸上作lnr~ 图0线。 六、注意事项 在测量过程中，探头每次应从外到内或从内到外移动一个方向。测量点时不要前后移动，因为探针可能会轻微旋转。向前或向后测量同一点会导致钻孔偏差。 七、思考题 本文来源：https://www.dywdw.cn/bbcdd66d8d9951e79b89680203d8ce2f0066658b.html
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2022-10-19
