POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE			LABORATORIUM Ćwiczenie Nr 4
Nazwisko : Gładyszewski Grądzki Jończyk	Imię : Sławek Marcin Jakub	Semestr IV	Grupa E.D.4.4	Rok akadem. 1997/98
Temat ćwiczenia: Analogie polowe i obwodowe					Data wykonania 13.03.98	Ocena:

Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest zbadanie podstawowych praw dotyczących pól elektrycznych stacjonarnych oraz ich rozkładu .

Schemat obwodu pomiarowego

R₁

A₁

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 14 15

R₂

A₂

V₁ V₂

R₃

A₃

Parametry obwodu

Φ_Cu=1 mm

Φ_Fe=1,5 mm

Φ_silit=15 mm

γ_Cu=59,8 S m/mm²

γ_Fe=10,3 S m/mm²

γ_silit=0,67 10^-3 S m/mm²

Tabele pomiarowe

Tab.2 Tab.1

	Ι	U	P		I1	I2	I 3
	A	V	W		A	A	A
R1	4,58	0,58	2,66		0,5	0,24	0,247
R2	1,89	0,27	0,51
R3	1,89	0,28		0,53

Tab.3

	U	Et	Δl	J	p	P
	mV	mV/m	cm	A/mm^2	kW/m^3	mW
1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 8-9 9-10 10-11 11-12 12-13a 12-13b 13-14a 13-14b	0,52 0,33 0,34 0,17 0,815 0,026 0,44 0,43 0,42 0,43 0,25 0,11 0,34 0,2	10,4 6,6 6,8 3,4 6,27 0,65 8,8 8,6 8,4 8,6 5 2,2 6,8 4	5 5 5 3 13 4 5 5 5 5 5 5 5 5	621 395 407 203 0,0042 39 526 514 502 514 299 132 407 239	6467,97 2604,89 2765,15 691,29 0,0263 25,26 4630,91 1355,76 4219,49 4422,8 1495 289,43 2765,15 956,8
1'-2' 2'-3' 3'-4' 4'-5' 5'-6' 6'-7' 7'-8' 8'-9' 9'-10' 10'-11' 11'-12' 12'-13' 13'-14'	0,8 0,43 0,41 0,26 0,193 2,28 2,84 2,83 2,83 2,83 2,43 2,7 2,36	16 8,6 8,2 8,67 1,48 45,6 56,8 56,6 56,6 56,6 48,6 54 47,2	5 5 5 3 13 4 5 5 5 5 5 5 5	0,957 0,514 0,49 0,518 0,0099 469,68 585,04 582,98 582,98 582,98 500,58 556,2 486,16	15308,8 4422,81 4020,95 4495,1 0,00147 21417,4 33230,27 32996,7 32996,7 32996,7 24328,2 30034,8 22946,8

Tab.4

	U	En	Δl
	mV	mV/m	cm
0 1-1' 2-2' 3-3' 4-4' 5-5' 6-6' 7-7' 8-8' 9-9' 10-10' 11-11' 12-12'a 12-12'b 13-13'a 13-13'b	6,74 6,74 6,74 6,73 6,3 5,7 5,73 5,72 5,7 5,69 5,70 5,70 5,7 5,7 5,71 5,7	134,8 134,8 134,8 134,6 210 43,85 143,25 114,4 114 113,8 114 114 114 114 114.2 114	5 5 5 5 3 13 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5

1. Sprawdzanie prawa Ohma .

Rezystancja na podstawie teorii obwodów:

Rezystancja na podstawie teorii pola :

dla odcinka żelaza:

dla odcinka miedzianego:

2. Sprawdzanie Ι prawa Kirchhoffa .

3. Sprawdzanie ΙΙ prawa Kirchhoffa .

4. Sprawdzanie prawa Jolue'a .

Moc tracona w obwodzie:

a) na podstawie wskazań woltomierza V₃ i amperomierza A₃ :

b) jako suma mocy w elementach układu :

5. Sprawdzanie równania Laplace'a .

Dla odcinka 1 - 3 równanie przyjmie postać :

po rozwiązaniu:

przyjmując ϕ(x₃) = 0 :

dla x=x₁=0

dla x=x₃=10cm

otrzymamy równanie:

Sprawdzenie dla x=x₂=5cm :

Wnioski :

1. Przeprowadzone pomiary i obliczenia pokazały słuszność praw Kirchhoffa

( div J =0 ) oraz ( rot E =0 ) co potwierdza fakt iż pole wewnątrz przewodnika jest polem stacjonarnym bezźródłowym i bezwirowym .

2. Zbliżone wartości rezystancji obliczonych bezpośrednio ze wskazań mierników

i wektorowego prawa Ohma ( J = γ E ) dla poszczególnych odcinków obwodu

dowodzą słuszności tego prawa .

3. Otrzymane zbliżone wartości mocy z bezpośrednich pomiarów ( wskazania

amperomierza i woltomierza na wejściu obwodu) i z wyprowadzonej na podst.

prawa Jule'a zależności ( P = γE²V ) dowodzi zachodzenia zjawiska przekształ-

cania energii elektrycznej w ciepło w całym obszarze przewodnika .

Rozbieżności w otrzymanych wartościach mocy są wynikiem nieuwzględnienia

strat mocy w przewodach łączących poszczególne podzespoły obwodu .

4. Swoje potwierdzenie uzyskało także równanie Laplace'a

co oznacza że potencjał statycznego pola elektrycznego w każdym punkcie

przewodnika spełnia powyższe równanie .

5. Otrzymany rozkład pola elektrycznego pomiędzy dwoma przewodami zasilającymi obwód odpowiadają rozkładom pomiędzy dwoma ładunkami punktowymi ( na płaszczyźnie ). Wraz ze wzrostem odległości od przewodów

wzrasta odległość pomiędzy liniami sił pola , maleje wartość natężenia pola .

---