[WikiDyd] [TitleIndex] [WordIndex

Laboratorium podstaw elektromagnetyzmu

Scenariusz ćwiczenia 1: ''Podstawowe definicje i własności bezźródłowego, płaskorównoległego pola potencjalnego''

Pomiary

Uwaga: Protokół pomiarów to mapa modelu w skali 1:1 (protokół do wydrukowania). Na mapie zaznaczono położenie wszystkich punktów pomiarowych (otworów w maskownicy). Każdy wykonywany pomiar należy wpisać do protokołu długopisem w pobliżu miejsca pomiaru. W trakcie ćwiczeń wykonujemy tylko pomiary potencjału, wszelkie obliczenia wykonane zostaną w czasie przygotowywania sprawozdania, po zakończeniu zajęć.


  1. Wyznaczanie przebiegu wybranej przez prowadzącego linii ekwipotencjalnej (np 4 V). Należy zaznaczyć na protokole wszystkie pola, przez które przechodzi linia ekwipotencjalna (zapisać zmierzone wartości potencjału i przekreślić na krzyż odpowiednie pole -- ilustracja).

  2. Wyznaczenie wektora natężenia pola elektrostatycznego w czterech wybranych punktach: a) w pobliżu elektrody płaskiej, b) w pobliżu elektrody punktowej, c) w maksymalnym oddaleniu od obu elektrod (w prawym, dolnym rogu modelu), d) w pobliżu geometrycznego środka modelu. W celu wyznaczenia przybliżonej wartości natężenia pola jako ilorazu różnicowego, należy zmierzyć potencjał punktu, w którym wyznaczamy wartość E i potencjały w punktach sąsiednich -- ilustracja.

  3. Wyznaczenie dywergencji wektora natężenia pola elektrostatycznego w trzech wybranych punktach: a) w pobliżu elektrody płaskiej, b) w pobliżu elektrody punktowej, c) w pobliżu geometrycznego środka modelu. W celu wyznaczenia przybliżonej wartości dywergencji natężenia pola jako ilorazu różnicowego, należy zmierzyć potencjał punktu, w którym wyznaczamy wartość div E i potencjały w czterech punktach sąsiednich -- ilustracja.

  4. Wyznaczenie rotacji wektora natężenia pola elektrostatycznego w trzech wybranych punktach: a) w pobliżu elektrody płaskiej, b) w pobliżu elektrody punktowej, c) w pobliżu geometrycznego środka modelu. W celu wyznaczenia przybliżonej wartości rotacji natężenia pola jako ilorazu różnicowego, należy zmierzyć potencjał punktu, w którym wyznaczamy wartość rot E i potencjały w trzech punktach sąsiednich -- ilustracja.

  5. Wyznaczenie całki liniowej wektora natężenia pola elektrostatycznego wzdłuż zadanej przez prowadzącego linii: należy wykonać pomiary potencjału we wszystkich punktach leżących na zadanej linii.
  6. Wyznaczenie strumienia wektora natężenia pola elektrostatycznego przez zadany przez prowadzącego kontur: należy wykonać pomiary potencjału we wszystkich punktach leżących na zadanym konturze i we wszystkich punktach na równoległej do niego linii, odległej o 1 cm od konturu.
  7. Pomiar całkowitego prądu płynącego przez model: w tym celu należy dokonać przełączenia zasilania tak, aby miernik uniwersalny pełnił rolę amperomierza (oczywiście połączonego szeregowo z modelem).

Po zakończeniu pracy protokół powinien zostać podpisany przez prowadzącego.

Wykonanie sprawozdania

  1. Wyznaczenie dokładnego przebiegu zadanej linii ekwipotencjalnej (według opisu w skrypcie do laboratorium).
  2. Wyznaczenie wartości wektora natężenia pola elektrostatycznego, dyskusja wyników (porównanie wartości, wytłumaczenie różnic).
  3. Wyznaczenie dywergencji wektora natężenia pola elektrostatycznego, oszacowanie błędów (dywergencja powinna być równa 0, a wyznaczone wartości będą różne od zera: czy może tak być, jak duże wartości można uznać za wynik niedokładności w pomiarach?)
  4. Wyznaczenie rotacji wektora natężenia pola elektrostatycznego, oszacowanie błędów (rotacja powinna być równa 0 i taka istotnie wyjdzie: czy jest to wynik idealnych pomiarów, czy też wynika z czego innego?)
  5. Wyznaczenie całki liniowej wektora natężenia pola elektrostatycznego, porównanie jej wartości z różnicą potencjałów krańcowych punktów linii, oszacowanie błędów.
  6. Wyznaczenie strumienia wektora natężenia pola elektrostatycznego przez zadany kontur, porównanie jej ze zmierzoną wartością całkowitego prądu płynącego przez przewód i na tej podstawie wyznaczenie konduktywności papieru elektroprzewodzącego.


Materiały zostały opracowane w ramach realizacji Programu Rozwojowego Politechniki Warszawskiej.

http://prpw.iem.pw.edu.pl/images/KAPITAL_LUDZKI.gif http://prpw.iem.pw.edu.pl/images/EU+EFS_P-kolor.gif

http://www.pr.pw.edu.pl/ jest projektem współfinansowanym przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu społecznego (działanie 4.1.1 Programu Operacyjnego Kapitał Ludzki) i ma na celu poprawę jakości kształcenia oraz dostosowanie oferty dydaktycznej Politechniki Warszawskiej do potrzeb rynku pracy. Będzie on realizowany przez Uczelnię w latach 2008-2015.


2015-09-23 06:44