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 .......................