|
|
Моделирование плоскопараллельных электростатических иСтр 1 из 4Следующая ⇒ Магнитных полей током в проводящем листе Общие сведения Известно, что электростатическое поле в области, где нет свободных зарядов, а также постоянное магнитное поле в области, где нет токов, описывается такими же уравнениями, как и поле постоянного тока в проводящей среде вне источников энергии, в частности, уравнением Лапласа:
Поскольку уравнение Лапласа имеет единственное решение при заданных граничных условиях, то при подобных граничных условиях в диэлектрике и в проводящей среде распределение потенциала будет одинаковым в обеих средах. Это подобие позволяет моделировать как электростатические, так и магнитные поля полем электрического тока в проводящей среде. Соблюдение подобных граничных условий сводится к геометрическому подобию областей, в которых исследуется поле. Плоский проводящий лист позволяет моделировать распределение электрического потенциала или магнитных силовых линий в сечении плоскопараллельного поля, перпендикулярном длинным заряженным проводникам или проводникам с током. Эквипотенциальные линии в проводящем листе соответствуют эквипотенциальным линиям в электростатическом поле между заряженными проводниками. При моделировании магнитного поля эквипотенциальные линии в проводящем листе соответствуют магнитным силовым линиям при протекании тока в проводниках. Собранная установка для моделирования с одним из планшетов показана на рис. 1.1. Остальные четыре планшета - на рис. 1.2 и в приложении 1. Планшеты №№ 1, 2, 3, 4 используются для моделирования электростатических полей заряженных длинных проводов соответствующих сечений. Планшет №1 и, в меньшей степени, №3 и №4 пригодны также и для моделирования магнитного поля двухпроводной линии с током, на планшете №5 моделируется магнитное поле между полюсами и в зазоре явнополюсной электрической машины. На планшетах №3 и №4 при моделировании магнитного поля граничные условия обеспечиваются неточно, поэтому картина поля вблизи проводников, полученная с помощью модели, несколько отличается от реальной.
Рисунок 1.1. - Собранная установка для моделирования с одним из планшетов
Рисунок 1.2. - Остальные четыре планшета Моделирование плоскопараллельного электростатического и магнитного поля Цель работы Изучить распределение электрического потенциала в плоскопараллельном электростатическом поле и распределение магнитных силовых линий в плоскопараллельном магнитном поле. Задание Построить картину силовых линий моделируемого электростатического поля, определить его напряжённость в отдельных точках. Построить линии равного магнитного потенциала, вычислить магнитную индукцию в некоторых точках.
Порядок выполнения работы 1. Установите на наборную панель один из вариантов конфигурации проводящего листа (планшет 1,2,3 или 4 согласно варианту) и подключите питание от генератора постоянных напряжений и мультиметр в режиме вольтметра, как показано на рис. 1.1. 2. Приготовьте рисунок расположения электродов с координатной сеткой (см. приложение 1). 3. Включите выключатель сети блока генераторов напряжений (БГН) и убедитесь, что один из электродов имеет потенциал, равный нулю, а другой потенциал, равный напряжению источника питания. 4. Выберите напряжение питания согласно варианту и шаг изменения потенциала
Планшет №1
Планшет №2
Планшет №3
Планшет №4
5. Перемещая зонд от точки нулевого потенциала по оси симметрии к другому электроду, найдите точки с потенциалами 6. Перемещая зонд из точки с потенциалом Примечание: В каждом варианте проводящего листа имеются одна или две оси симметрии, поэтому можно ограничиться исследованием половины или четверти проводящей области листа. 7. Пользуясь известными правилами графического построения картины поля, по эквипотенциальным линиям электростатического поля постройте силовые линии напряжённости поля. 8. Вычислите напряженность электрического поля в двух - трёх точках проводящего листа и покажите направление вектора напряженности в этих точках на рисунке (Е = 9. Считая снятые эквипотенциальные линии электрического поля магнитными силовыми линиями, постройте линии равного магнитного потенциала, пользуясь известными правилами графического построения картины поля. Примите конкретное значение тока в шинах или МДС катушек и укажите для каждой эквипотенциальной линии значение магнитного потенциала. 10. Вычислите магнитную индукцию в двух - трёх точках поля и покажите направление вектора магнитной индукции в этих точках на рисунке. ( 11. По результатам работы сделайте выводы.
Контрольные вопросы 1. Для чего предназначены планшеты 1, 2, 3, 4? 2. Какими уравнениями описывается электростатическое поле? 3. Какая взаимосвязь между эквипотенциальными линиями и линиями напряженности электростатического поля? 4. Какая связь между магнитными силовыми линиями и линиями магнитного потенциала?
  Живите по правилу: МАЛО ЛИ ЧТО НА СВЕТЕ СУЩЕСТВУЕТ? Я неслучайно подчеркиваю, что место в голове ограничено, а информации вокруг много, и что ваше право...  Что будет с Землей, если ось ее сместится на 6666 км? Что будет с Землей? - задался я вопросом...  Что делает отдел по эксплуатации и сопровождению ИС? Отвечает за сохранность данных (расписания копирования, копирование и пр.)...  ЧТО ПРОИСХОДИТ, КОГДА МЫ ССОРИМСЯ Не понимая различий, существующих между мужчинами и женщинами, очень легко довести дело до ссоры... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
(1.1)
(например 1; 2 или 2,5 В), чтобы на картине поля получилось 7... 10 эквипотенциальных линий.
).
)