Paweł Malcharek

Rafał Dyrda

Grupa 301

Ćwiczenie nr 61 :

Wyznaczanie potencjału elektrycznego metodą sondy płomykowej

Pole elektryczne .

Źródłem pól elektrostatycznych są ładunki elektryczne. Można zatem powiedzieć, że pole elektryczne to przestrzeń, w której na umieszczony ładunek działa siła.

Wielkościami charakteryzującymi pole elektryczne są :

A - natężenie pola elektrycznego

B - potencjał pola elektrycznego.

Natężenie pola elektrycznego E - stosunek siły F działającej na ładunek q

umieszczony w tym polu .

E = F/q

Potencjał pola elektrycznego V- stosunek pracy sił zewnętrznych, niezbędnych do

przeniesienia ładunku z nieskończoności do danego

punktu pola, do wartości tego ładunku.

V = W/q

Związek pomiędzy potencjałem a natężeniem pola elektrycznego przedstawia następująca zależność :

V_A - V_B = - E * dL .

Wartość natężenia pola elektrycznego można obliczyć znając rozkład potencjału :

E = - dV / dl

Znak „-„ oznacza, że zwrot wektora E wskazuje kierunek, w którym potencjał maleje.

Pole elektryczne w powietrznym kondensatorze płaskim .

Kondensator powietrzny składa się z dwóch równoległych płytek, na których zgromadzone są ładunki elektryczne. Pomiędzy płytkami kondensatora powietrznego wytworzone jest jednorodne pole elektryczne, w którym linie sił pola są równoległe. Oznacza to, że wartość natężenia pola elektrycznego jest stała a potencjał zmienia się liniowo wraz z odległością.

Zależność potencjału V w funkcji odległości l dla kondensatora powietrznego przedstawiono na rysunku poniżej .

Dla liniowego rozkładu potencjału

natężenie pola elektrycznego

wyznacza współczynnik kierunkowy

funkcji liniowej .

Pomiar rozkładu potencjału metodą sondy płomykowej .

Jeśli w polu elektrycznym umieścimy ciało próbne, to będą w nim indukowane ładunki elektryczne i potencjał będzie różny od zera. Pomiar tego potencjału jest utrudniony ze względu na fakt, że w momencie podłączenia miernika (woltomierza) część ładunków odpływa z ciała próbnego, co zmienia jego potencjał.

Jedną z metod uzupełniania ładunków jest ich dostarczanie za pomocą płomienia sondy płomykowej .

Między okładzinami kondensatora umieszczona jest sonda płomykowa, która jest cienką rurką, przez którą przepływa gaz. Palący się gaz wytwarza płomień, który jest źródłem dużej ilości jonów i dostarcza ładunków. które odpłynęły do woltomierza. Jeśli jedna z okładzin kondensatora będzie uziemiona, to woltomierz wskazuje potencjał w danym punkcie pola.

TABELA POMIAROWA:

Lp.	d1=40mm		d2=80mm		d3=120mm
	U (V)	l (mm)	U (V)	l (mm)	U (V)	l (mm)
1.	600	14	600	28	600	48
2.	800	17	760	33	720	53
3.	1030	20	900	38	840	58
4.	1230	23	1080	43	940	63
5.	1440	26	1250	48	1060	68
6.	1680	29	1440	53	1180	73
7.	1900	32	1620	58	1300	78
8.	2140	35	1820	63	1420	83
9.	2310	38	2000	68	1560	88
10.			2220	73	1700	93
11.			2420	78	1850	98
12.					2000	103
13.					2150	108
14.					2320	113

Wyliczenie błędu dokonanych pomiarów :

d1=40mm			d2=80mm			d3=120mm
Ed kV/m.	Et kV/m.	δ %	Ed kV/m.	Et kV/m	δ %	Ed kV/m	Et kV/m	δ %
72,5	62,500	16	36	31,250	15,2	26,1	20,833	25

Przykładowe wyliczenie błędu pomiaru natężenia pola elektrycznego metodą sondy płomykowej :

4

4

ćwiczenie nr 61

Wyznaczanie potencjału elektrycznego metodą sondy płomykowej .

4

V

l

---