Wyniki pomiarów.

a) Wyniki pomiarów i obliczeń dla płaskiego układu elektrod:

L.p.	x [cm]	Va [V]	Vb [V]	Vc [V]	Vdośw [V]	Vteor [V]	Edośw [V/m]	Eteor [V/m]
1	1,0	7,62	7,77	7,73	7,71	7,88	99,7	112,5
2	2,1	6,54	6,72	6,57	6,61	6,64	118,1	112,5
3	3,0	5,41	5,59	5,64	5,55	5,63	114,0	112,5
4	4,0	4,32	4,41	4,49	4,41	4,50	107,0	112,5
5	5,0	3,27	3,29	3,45	3,34	3,38	84,3	112,5
6	6,0	3,15	2,21	2,12	2,49	2,25	83,1	112,5

b) Wyniki pomiarów i obliczeń dla płaskiego układu elektrod:

L.p.	x [cm]	Va [V]	Vb [V]	Vc [V]	Vdośw [V]	Vteor [V]	Edośw [V/m]	Eteor [V/m]
1	0,7	8,17	7,97	7,98	8,04	7,27	208,8	213,9
2	1,5	6,19	6,41	6,51	6,37	5,77	147,1	165,0
3	2,3	4,91	5,30	5,37	5,19	4,58	124,6	134,3
4	3,1	3,92	4,32	4,35	4,20	3,59	112,9	113,3
5	3,9	2,98	3,50	3,40	3,29	2,75	95,0	97,9
6	4,7	2,23	2,70	2,67	2,53	2,02	111,7	86,2
7	5,3	1,62	1,98	1,99	1,86	1,52	44,4	79,1

c) Wyniki pomiarów potencjału oraz natężenia pola elektrycznego w wybranych punktach:

L.p.	V [V]	Vx [V]	Vy [V]	h [cm]	k [cm]	Ex [V/m]	Ey [V/m]	E [V/m]
1	4,66	5,64	3,92	3,0	2,0	32,7	37,0	49,4
2	4,62	5,73	3,83	3,0	2,0	37,0	39,5	54,1
3	4,63	5,60	3,73	3,0	2,0	32,3	45,0	55,4
4	4,46	4,49	3,46	4,0	2,0	0,8	50,0	50,0
5	5,73	5,65	4,16	2,0	2,5	4,0	62,8	62,9
6	4,16	4,20	3,17	2,0	2,0	2,0	49,5	49,5
7	5,60	5,51	2,97	1,0	5,0	9,0	52,6	53,4
8	5,51	4,63	3,95	2,5	2,5	35,2	62,4	71,6
9	3,95	3,61	2,99	3,0	2,0	11,3	48,0	49,3
10	5,65	4,62	4,20	3,0	2,5	34,3	58,0	67,4
11	4,20	3,72	3,17	2,5	2,0	19,2	51,5	55,0
12	5,60	5,30	4,30	0,5	2,5	60,0	52,0	79,4
13	5,30	4,67	4,49	2,0	2,0	31,5	40,5	51,3
14	4,49	3,95	3,47	2,0	2,0	27,0	51,0	57,7
15	5,51	5,24	5,30	0,5	0,5	54,0	42,0	68,4
16	5,40	5,15	5,24	0,5	0,5	50,0	32,0	59,4
17	5,30	5,07	5,15	0,5	0,5	46,0	30,0	54,9
18	5,05	5,00	5,07	0,5	0,5	10,0	4,0	10,8

Opracowanie wyników pomiarów.

a) Dla obszaru wewnątrz kondensatora obliczyłyśmy średnie wartości potencjału dla danego położenia
z wzoru
. Wyniki zamieściłyśmy w tabeli. Następnie obliczyłyśmy wartości doświadczalne natężenia pola jako
. Wyniki zamieściłyśmy w tabeli i porównałyśmy z wartościami teoretycznymi otrzymanymi z wzorów
(w kondensatorze płaskim mamy jednorodne pole elektryczne) oraz
. Wyniki te zostały również porównane na wykresach 1 (wartość potencjału) i 2 (wartość natężenia pola) załączonych do sprawozdania.

b) Podobne obliczenia wykonałyśmy dla kondensatora cylindrycznego; w celu wyznaczenia wartości doświadczalnych korzystałyśmy z tych samych wzorów, natomiast wartości teoretyczne obliczyłyśmy z zależności
oraz
(w kondensatorze cylindrycznym pole nie jest jednorodne, zależy od promienia jak
). Wyniki zamieściłyśmy w tabelach oraz porównałyśmy na wykresach 3 (wartość potencjału) i 4 (wartość natężenia pola) dołączonych do sprawozdania.

c) Na podstawie pomiaru potencjału dla kilkudziesięciu punktów płyty obliczyłyśmy (tam gdzie było to możliwe) wartość natężenia pola oraz jego składowych. Skorzystałyśmy przy tym z wzorów
,
oraz
. Wyniki zamieściłyśmy w tabeli.

d) Na podstawie wykonanych obliczeń narysowałyśmy przebieg linii ekwipotencjalnych w odstępach
, przebieg linii pola (zawsze prostopadłych do linii stałego potencjału) oraz wektorów natężenia pola
wraz z jego składowymi dla kilku wybranych punktów.

Wnioski.

W przeprowadzonym doświadczeniu zapoznałyśmy się z wyznaczaniem wartości natężenia pola elektrycznego oraz potencjału dla różnych konfiguracji elektrod - układu płaskiego oraz cylindrycznego.

W pierwszej części ćwiczenia mierzyłyśmy wartość potencjału dla różnych punktów dla płaskiego układu elektrod, a na tej podstawie obliczyłyśmy wartość natężenia pola w tych punktach. Otrzymane wyniki porównałyśmy z wartościami otrzymanymi drogą teoretyczną - zostały one przestawione w tabeli oraz na załączonych wykresach 1 i 2. Widać z nich, że otrzymane wyniki zasadniczo zgadzają się z przewidywaniami teoretycznymi (większe odstępstwa widoczne są dla natężenia pola, mniejsze dla potencjału).

Podobne czynności wykonałyśmy badając cylindryczny układ elektrod, tutaj miałyśmy lepszą zgodność wartości natężenia pola (wykres 4) a mniejszą potencjału (wykres 3), różnice nie były jednak bardzo duże.

Ostatnia część ćwiczenia miała na celu zbadanie pola w dowolnym układzie elektrod. Na podstawie pomiaru potencjału kilkudziesięciu punktów udało się nam wyznaczyć wartości składowych wektora natężenia pola oraz jego wartość w osiemnastu punktach. Wyniki zamieściłyśmy w tabeli oraz przedstawiłyśmy w formie graficznej na rysunku, gdzie zaznaczyłyśmy wektory wraz ze składowymi dla wybranych punktów, a także narysowałyśmy linie sił pola i linie ekwipotencjalne. Z rysunku widać, że pole było najsilniejsze blisko elektrod, a malało wraz z odległością od nich.

Na wyniki naszych pomiarów miała wpływ dokładność pomiaru położeń punktów gdzie dokonywałyśmy pomiarów, a także sam sposób wykonania ćwiczenia, czyli zapewnienie właściwej siły nacisku sondy (takiej, by nie uszkodzić płyty modelowej, a zapewnić dobry kontakt elektryczny).

---