Изучение поля электрического диполя.

Изучение поля электрического диполя.

Физические основы электрокардиографии

Цель работы:

1. Исследование электрического поля диполя и закономерностей распределения его потенциала методом электролитической ванны.

2. Снятие картины диполя и определение его положения.

Теоретическая часть

Электрическое поле — это особый вид материи, посредством которой взаимодействуют электрические заряды.

Характеристики электрического поля:

• Напряженность электрического поля — величина, численно равная силе действующей на единичный положительный электрический заряд, помещенный в данную точку электрического поля.

Используя закон Кулона, можно получить формулу для расчета напряженности электрического поля, создаваемого точечным электрическим зарядом

Тогда напряженность электрического поля будет равна

• Потенциал точки электрического поля — величина, численно равная работе сил поля по перемещению единичного положительного электрического заряда из данной точки поля в бесконечность.

Используя закон Кулона, можно рассчитать работу сил электрического поля точечного заряда

• Разность потенциалов или напряжение — величина, численно равная работе сил электрического поля по перемещению единичного электрического положительного заряда из одной точки поля в другую.

Используя разность потенциалов можно определить работу сил электрического поля по перемещению электрических зарядов

Силовые линии — воображаемые линии, в каждой точке которых касательные к ним совпадают с направлением вектора напряженности электрического поля.

Эквипотенциальные поверхности — поверхности, все точки которых имеют одинаковый потенциал.

Электрический диполь — система из двух равных по величине разноименных электрических зарядов, удерживаемых на фиксированном расстоянии друг от друга.

Это расстояние называется плечом диполя, а произведение заряда диполя на плечо — дипольным моментом

Соответственно потенциал поля диполя

Соотношение для разностей потенциалов и проекций дипольного момента на стороны треугольника АВС:

U_AB : U_BC : U_CA = p_AB: p_BC: p_CA

Зная величину разности потенциалов, можно найти угол между дипольным моментом и стороной треугольника

Потенциал электрического поля дипольного генератора

σ – электропроводность среды

p_T – токовый дипольный момент

Экспериментальная часть

Снятие картины поля диполя

1. Установить между электродами напряжение 3В.

2. Установить на вольтметре минимальное значение потенциалов.

3. Касаясь щупом жидкости вблизи нулевого электрода, найти точку, при которой стрелка гальванометра установиться на нуле и нанести ее на бумагу проколом.

4. Аналогично определить другие точки с напряжением 6В, 9В, 12В с таким же значением потенциала.

Определение положения диполя

1. На электролитическую ванну установили панель с изображением треугольника Эйнтховена.

2. С помощью вольтметра двумя щупами измерили напряжения

U_BA = 3.2В

U_CB = -1.8В

U_AC = -0.5В

Определили угол между диполем и стороной треугольника АВС:

α_АВ = 25,3⁰

Выводы:

1. Исследовали электрического поля диполя и закономерностей распределения его потенциала методом электролитической ванны.

2. Сняли картину диполя и определили его положения.

Дата добавления: 2015-10-21