Ćwiczenie 17 – Badanie rozkładu pola elektrycznego

Zał

ącznik – Protokół badań

1.

Badanie rozkładu pola elektrycznego w ró

żnych układach elektrod

1.1.

Modelowanie układów izolacyjnych na papierze półprzewodz

ącym

Cienkie elektrody metalowe – modele układów elektrod: płaskiego, ostrze-płyta i walców współosio-

wych – są przyklejone do powierzchni papieru półprzewodzącego za pomocą kleju przewodzącego.
Układ pomiarowy zasilany jest napięciem stałym. Kontury elektrod i punkty jednakowego potencjału
należy nanieść na kartkę zwykłego papieru przy pomocy pantografu.

b)

a)

Rys. 1. Modele układów: a) układ ostrze-płyta, b) układ walców współosiowych

1.2. Przebieg pomiarów

Wykreślić linie jednakowego potencjału ze skokiem 5 V. Linie ekwipotencjalne 0 i 30 woltów odpo-

wiadają obrysowi elektrod.

W układzie współrzędnych (V/U, x) wykreślić rozkład potencjału wzdłuż osi symetrii badanych ukła-

dów – zależność V/U = f

(x).

Tab. 1. Rozkład potencjału wzdłuż osi symetrii. U = 30 V

Potencjał V

30

25

20

15

10

5

0

(V/U)

⋅

100%

100

83

67

50

33

17

0

x [cm] (ostrze-płyta)

x [cm] (walce współosiowe)

Wiedząc, że natężenie pola elektrycznego E = –dV/dx, wskazać te miejsca w badanym układzie w któ-

rych występują największe naprężenia elektryczne.

2. Badanie efektu kraw

ędziowego w układzie płaskim

Rys. 2. Model układu płaskiego z efektem krawędziowym
wykonany na papierze półprzewodzącym

Wykreślić linie ekwipotencjalne ze skokiem 5 V w układzie płaskim. Wykonać wykres rozkładu po-

tencjału dla pola równomiernego i wzdłuż linii prostopadłej do krawędzi przy końcu elektrody mniejszej
V/U = f

(x).

Tab. 2. Rozkład potencjału w układzie płaskim z efektem krawędziowym

Potencjał V

30

25

20

15

10

5

0

(V/U)

⋅

100%

100

83

67

50

33

17

0

x [cm] (układ płaski)

x [cm] (przy krawędzi)

Modele na papierze półprzewodzącym układów: płaskiego i ostrze płyta nie odwzorowują

symetrii obrotowej tych układów. Rzeczywisty rozkład linii ekwipotencjalnych pola elektrycz-
nego nieco odbiega zatem od rozkładu zmierzonego.

4. Wnioski

Sprawozdanie powinno zawierać omówienie wyników badań. Należy ustosunkować się do otrzyma-

nych rozkładów potencjałów i naprężeń elektrycznych w układzie izolacyjnym.

Sprawozdanie powinno zawierać:

1.

Cel ćwiczenia

2.

Wyniki pomiarów i obliczeń (tabele)

3.

Opracowanie wyników pomiarów – rozkład linii ekwi-
potencjalnych i wykresy rozkładu potencjałów.

4.

Wnioski

5.

Załącznik – protokół badań (ten dokument)
podpisany przez prowadzącego zajęcia.

Zespół

1.
2.
3.
4.
5.
6.

Data ...........................

Podpis prowadzącego .......................