[WikiDyd] [TitleIndex] [WordIndex

Laboratorium podstaw elektromagnetyzmu

Scenariusz ćwiczenia 2: ''Wykorzystanie podobieństwa pól do wyznaczania pojemności''

Pomiary

Uwaga 1: Protokół pomiarów to mapa modelu w skali 1:1 (protokół do wydrukowania). Na mapie zaznaczono położenie elektrod. Pomiary polegają na wyznaczeniu przebiegu linii ekwipotencjalnych przy pomocy pantografu, którego jedno ramię, zakończone sondą pomiarową, porusza się nad modelem, a drugie, zakończone pisakiem, porusza się nad protokołem. Po odnalezieniu w modelu kolejnego punktu o zadanym potencjale, wykonujemy kolejny punkt na protokole. Znalezione punkty łączymy cienką linią rysowaną ołówkiem, a w ramach opracowania sprawozdania zastępujemy tę linię przez gładką krzywą aproksymującą linię ekwipotencjalną (wykreślamy ją za pomocą krzywika). W trakcie ćwiczeń wykonujemy tylko pomiary potencjału, wykreślenie linii ekwipotencjalnych i wszelkie obliczenia wykonane zostaną w czasie przygotowywania sprawozdania, po zakończeniu zajęć.

Uwaga 2: w poniższym opisie przyjęto dla zwięzłości, że:


  1. Połączenie układu pomiarowego do wyznaczania pojemności własnych (10V przyłożone do każdej żyły, uziemiony ekran)
    1. Sprawdzenie symetrii modelu: odłączanie zasilania od pojedynczych żył i obserwacja napięcia na odłączonej żyle – porównanie wyników
    2. Wybór fragmentów modelu, w których będą przeprowadzone badania
  2. Wyznaczenie linii ekwipotencjalnych w modelu zasilonym symetrycznie (10V przyłożone do każdej żyły, uziemiony ekran)
    1. Podłączenie zasilania do wszystkich żył
    2. Wyznaczanie przebiegu linii ekwipotencjalnych: 1V, 2V, .... 10V
  3. Wyznaczenie linii ekwipotencjalnych w modelu zasilonym asymetrycznie (10V przyłożone do wybranej żyły, uziemione pozostałe żyły i ekran)
    1. Podłączenie zasilania do wybranej żyły
    2. Wyznaczanie przebiegu linii ekwipotencjalnych: 1V, 2V, .... 10V
  4. Wyznaczenie stosunku pojemności własnej do pojemności wzajemnej przez analizę modelu obwodowego (10V przyłożone do wybranej żyły, pozostałe żyły nie podłączone, uziemiony ekran)
    1. pomiar napięcia pomiędzy ekranem, a nie podłączonymi żyłami
    2. określenie modelu obwodowego: pojemnościowego dzielnika napięcia
    3. zapisanie równań dla dzielnika i wyznaczenie z nich stosunku Cwlasna/Cwzajemna

Po zakończeniu pracy protokół powinien zostać podpisany przez prowadzącego. Prowadzący zadaje też współczynniki podobieństwa i parametry materiałowe niezbędne do wykonania sprawozdania.

Wykonanie sprawozdania

  1. Wyznaczenie dokładnego przebiegu linii ekwipotencjalnych (według opisu w skrypcie do laboratorium).
  2. Podział map pola na komórki o możliwie równoległych bokach ekwipotencjalnych.
  3. Wyznaczenie pojemności własnych i wzajemnych różnymi metodami przy pomocy arkusza obliczeniowego

  4. Porównanie wartości pojemności wyznaczonych różnymi metodami i porównanie stosunku pojemności uzyskanych w wyniku analizy pola ze stosunkiem wynikającym z modelu obwodowego.
  5. Dyskusja dokładności pomiarów i opracowania wyników.


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