POLITECHNIKA LUBELSKA	Laboratorium elektrotechniki
W Lublinie	Ćwiczenie nr 5
Nazwisko POGONOWSKI	Imię RAFAŁ	Semestr 4	Grupa 4.5	Rok akad. 1996/97
Temat ćwiczenia Modelowanie pól płaskich na papierze oraz symulacja tych pól na komputerze			Data wyk. 97III10 97III17	Ocena

W ćwiczeniu uczestniczyli również:

Piotr Zakrzewski

Grzegorz Zezula

Cel ćwiczenia:

Zapoznanie się z kształtem pól i ich właściwościami dla różnych kształtów przewodnika. Symulacja tych pól na komputerze i wyznaczanie różnych wielkości polowych.

Przyrządy użyte w ćwiczeniu:

woltomierz typ V540;

generator prądu stałego KB-60-01;

pantograf wraz z sondą;

papier elektroprzewodzący;

amperomierz ( zakres 30mA; WSInż-EP-43-3/1466; 3403074.76 );

Wykonanie ćwiczenia:

1. Modelowanie pól płaskich na papierze elektroprzewodzącym.

Uzyskane wykresy linii ekwipotencjalnych są narysowane na załączonych kartkach papieru kancelaryjnego (załączone na końcu sprawozdania).

Pomiary wykonano dla napięcia U=10V

Wartości prądu przy badaniu poszczególnych pól:

układ walców współosiowych I=27,mAB;

b) układ walcowy ( metoda zadania odwrotnego ) I=3,4mA;

układ przewodnika o zmiennym przekroju I=2,35mA;

Wyznaczanie różnych wielkości polowych dla kabla koncentrycznego:

• rozkład linii ekwipotencjalnych;

• mapa i wektory natężenia pola elektrycznego;
  

• 
  
  

• rozkład natężenia pola elektrycznego i potencjału wzdłuż promienia;
  
  
  
  
  
  
  
  




Pole przepływowe w układzie walcowym:

• rozkład linii ekwipotencjalnych;

• mapa i wektory natężenia pola elektrycznego;

1. 
   

• mapa i obraz wektorów gęstości prądu
  
  
  
  
  

• rozkład gęstości prądu wzdłuż promienia
  
  
  
  
  

sprawdzenie I prawa Kirchoffa - obliczanie całki po powierzchni1
I = -1.8385 A/m


wartość prądu płynącego pomiędzy elektrodami , całkując po powierzchni 2
I=3310A/m

Możemy stwierdzić, że I prawo Kirchoffa jest spełnione, gdyż wartość prądu w przypadku a jest znacznie mniejsza od wartości w punkcie b
i wolno nam przyjąć jego wartość jako równą zero.



rezystancja przejścia na podstawie wartości prądu obliczonej w punkcie g i wartości napięcia między elektrodami U=10V
R_o= U/I = 10V / 3300A = 0,003 W



4.Wyznaczanie linii sił pola w układzie walcowym metodą zadania odwrotnego:






rozkład linii ekwipotencjalnych








Pole przepływowe w przewodniku o zmiennym przekroju:

a

• rozkład linii ekwipotencjalnych;

• mapa i wektory natężenia pola elektrycznego;





mapa i obraz wektora gęstości prądu




Rozkład wektora gęstości prądu wzdłuż prostej a


Wnioski:

Podczas ćwiczenia dokonywaliśmy modelowania pól płaskich na papierze elektroprzewodzącym, a następnie dokonaliśmy komputerowej symulacji tych pól aby porównać wyniki z obu doświadczeń.

Porównując te wyniki możemy zauważyć, że linie ekwipotencjalne wyznaczone podczas pomiarów z użyciem sondy i pantografu są niemal identyczne z liniami wyznaczonym na komputerze.

Korzystając z metody zadania odwrotnego dla układu walców współosiowych mogliśmy, korzystając tylko z linii ekwipotencjalnych ( które są do siebie wzajemnie prostopadłe ), wyznaczyć linie sił pola elektrycznego, które są prostopadłe do linii ekwipotencjalnych danego pola i pokrywały się z liniami ekwipotencjalnymi pola drugiego.

Również przy pomocy komputera mogliśmy też stwierdzić słuszność prawa Gaussa i I prawa Kirchhoffa. Na podstawie otrzymanych wyników z dość dużą dokładnością można było stwierdzić zgodność teorii z praktyką.

---