模拟法测绘静电场误差分析_第1页
模拟法测绘静电场误差分析_第2页
模拟法测绘静电场误差分析_第3页
模拟法测绘静电场误差分析_第4页
全文预览已结束

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、模拟法测绘静电场误差分析摘要】随着静电应用、静电防护和静电现象研究的日益深入,常需要确定带电体周围的电场分布情况.用计算方法求解静电场的分布一般比较复杂和困难,一般很难写出他们在空间的数学表达式,而且,直接测量静电场需要复杂的设备,对测量技术的要求也高,因此,通常采用实验方法-模拟法来研究和测量静电场.即用稳恒电流场模拟静电场进行测量,通过本实验希望学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场,加深对各物理场概念的理解并复习最小二乘法处理实验数据的方法。【关键字】模拟法最小二乘法静电场Mathematica【引言】电场强度和电位是描述静电场的两个主要的物理量,为了形象地描述电场中场强和电位的分

2、布情况,人们人为地用电力线和等势面来进行描述。但任一带电体在空间形成的静电场的分布,即电场强度和电位的分布情况很难测量,通常采用实验方法来研究。本实验采用模拟法测量,希望较准确模拟静电场分布情况。【正文】1实验原理:同轴圆柱面的电场、电势分布图1、同轴圆柱面的静电场分布图2、稳恒电流的电场分布(1)静电场:根据理论计算,A、B两电极间半径为r处的电场Ra电势为:V=VARlnbaln(2)稳恒电流场:在电极A、B间用均匀的不良导体连接或填充时,接上电源后,不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B的电流。半径为rRb的圆柱面的电势为:V=VAlnbaln稳恒电流场与静电场的电势分布的数学

3、表达式是相同的。由于稳恒电流场和静电场具有这种等效性,因此要测绘静电场的分布,只要测绘相应的稳恒电流场的分布就行了。2实验内容与步骤:定性研究无限长同轴圆柱间的电势分布。(1)在测试仪上层板上放定一张坐标记录纸,下层板上放置同轴圆柱面电场模拟电极。(2)接好电路。(3)接通电源,开关指向“电压输出”位置。调节使AB两电极间的电压为交流10V,保持不变。(4)移动探针,在A电极附近找出电势为10V的点,用上探针在坐标纸上扎孔为记。同理再在A周围找出电势为10V的等势点8-10个。(5)移动探针,在A电极周围找出电势分别为9V,7V,5V,3V,1V的各8-10个等势点(圆越大,应多找几点)。(6

4、)分别把等势点连成等势线,确定圆心O的位置。定量计算无限长同轴圆柱间的电势分布:(1)-(5)同1中的。(6)量出各条等势线的坐标r,并分别求其平均值。(7)用游标卡尺分别测出电极A和B的直径2a和2b。3数据记录与处理:(最小二乘法):两圆柱体的半径分别为(计算理论值)R1=0.982179cm;R2=7.3268cm;两圆柱体的半径分别为(实际测得值)r1=1.10cmr2=7.43cm在圆柱形电缆电场分布图上量出各等位线的半径,计算V并与理论值比较,求出其相对误差.(1)r1=1.10cm;则er1=(2)r2=7.43cm;则er24误差分析:由上面看出实际测量值都比理论值略大,说明实

5、验的误差主要来自系统误差。本次测量中误差最小为1.39%,最大为10.8%,超出了仪器的精度1%,认为系统误差在操作中某实验条件未符合时引入的,并且半径越小的地方误差越大。R1-r1´100%=10.8%r1R2-r2=´100%=1.39%r25注意事项:1、描绘的等势点不能太少,否则半径会引入较大的误差。2、在确定数据点时,一定要保证装置以及操作的稳定性,以减少实验值的波动性。3、测绘前先分析一下电极周围等势线的形状,以及是否具有对称性,对等势点的位置作一估计,以便有目的地进行探测。4、操作时,右手平稳地移动探针架,同时注意保持探针P、P处于同一铅垂线上,以免测绘结果失真。5、为保证测绘的准确性,每条等势线上不得少于10个测量点。6、用有限大的模拟模型去模拟无限大的空间电场时必然会受到的“边缘效应”的影响.如要减小这种影响,则要使用“无限大”的导电玻璃进行实验,即玻璃走够大。.7、掌握“先定性观察,后定量测量”的原则;

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论