ĆWICZENIE 3

BADANIE POTENCJAŁÓW ELEKTRYCZNYCH.

A.

Przebieg doświadczenia.

1. PRZYGOTOWANIE


Jeżeli kuweta jest pusta, to wlać do niej 6 litrów wody destylowanej i dosypać ok. 5 gramów

NaCl, dokładnie wymieszać.



Przykryć kuwetę z roztworem płytą z elektrodami. Elektrody powinny być zanurzone w roztworze

na głębokość ok. 1 cm.

Uwaga: wykorzystywany w pomiarach zasilacz należy włączać

2. ROZKŁAD POTENCJAŁÓW POMIĘDZY BIEGUNAMI DIPOLA.

tylko na czas pomiarów ze

względu na zachodzącą podczas przepływu prądu elektrolizę, w wyniku której rozpuszczają się
elekt

rody węglowe oraz wydziela się chlor!



Podłączyć przewody z zasilacza pomiędzy elektrody 31 (biegun dodatni, czerwona końcówka
przewodu) i 37 (biegun ujemny, czarn

a końcówka przewodu). Uzyskany w ten sposób układ jest

symulacją dipola elektrycznego. W punkcie 34 potencjał elektryczny wynosi 0 V (w dalszej części

elektroda 34 nazywana będzie „zerową”).



Włączyć miernik (włącznik znajduje się na tylnej ściance urządzenia). Przewód miernika z

czerwona końcówką umieścić w otworze elektrody zerowej 34. Włączyć zasilacz i zmierzyć

napięcie pomiędzy wszystkimi elektrodami a elektrodą zerową. W tym celu przewód miernika z

czarną końcówką wkładać kolejno w otwory wszystkich elektrod i uzyskaną na wyświetlaczu

wartość zapisywać na kontrolce w odpowiednim polu tab.I. [zestawienie liczb z pierwszego
wiersza i pierwszej kolumny tabeli I odpowiada numerowi elektrody, np w drugim wierszu (2..) i

pierwszej kolumnie (..1) należy wpisać wartość napięcia U

21,34

zmierzonego pomiędzy elektrodą

21 a elektrodą zerową 34]. W kwadratowym nawiasie zapisać jednostkę mierzonego napięcia!



Wyłączyć zasilanie i rozmontować układ dipola.

3. ROZKŁAD POTENCJAŁÓW POMIĘDZY OKŁADKAMI KONDENSATORA.



Zewrzeć pierwszym „grzebieniem” (okładka kondensatora oznaczona „+”) elektrody kolumny
pierwszej n1, oraz drugim „grzebieniem” (oznaczonym „

−”) elektrody kolumny siódmej n7 i

podłączyć przewody z zasilacza do okładek kondensatora - biegun dodatni (czerwona końcówka)

w okładce 1-szej kolumny oraz biegun ujemny (czarna końcówka) w okładce kolumny 7-ej.

Elektrodę nr 34 traktować będziemy jako elektrodę „zerową” (potencjał V

34

= 0) -

należy umieścić

w niej przewód miernika z czerwoną końcówką.



Włączyć zasilacz i zmierzyć napięcie pomiędzy elektrodą 34 a wszystkimi pozostałymi

elektrodami, analogicznie jak dla dipola. W miejscu gdzie elektrody zwarte są grzebieniem

kondensatora pomiar należy wykonać wkładając elektrodę pomiarową w otwór w elektrodzie

kondensatora. Wyniki umieścić na kontrolce w tab.II. Po skończeniu pomiarów wyłączyć zasilacz.

4. BADANIE NATĘŻENIA POLA ELEKTRYCZNEGO WEWNĄTRZ KONDENSATORA.



Zmierzyć linijką odległość pomiędzy okładkami 1 i 7 (odległość między elektrodami kolumny 1. i

7.), wpisać ją do tabeli III .



Włączyć zasilacz, zmierzyć napięcie panujące między okładkami kondensatora. Otrzymaną

wartość wpisać do tabeli III.



Wyłączyć zasilacz, przełożyć grzebień zwierający elektrody kolumny pierwszej do elektrod

kolumny drugiej (utworzyć kondensator o okładkach n2 oraz n7). Proszę uważać aby nie

uszkodzić przewodów łączących elektrody kondensatora.



Powtórzyć powyższe czynności dla kondensatorów o okładkach 3 i 7, 4 i 7 oraz 5 i 7.

Włączyć zasilacz i analogicznie jak

poprzednio zmierzyć napięcie na okładkach kondensatora oraz odległość pomiędzy okładkami.



Na kontrolce zapisać dokładność ∆d pomiaru odległości pomiędzy okładkami kondensatorów oraz

dokładność ∆U pomiaru napięcia pomiędzy okładkami kondensatora.



Po zakończeniu pomiarów wyłączyć zasilacz i miernik, odłączyć przewody od układu.

Na polecenie asystenta

wylać roztwór z kuwety. Uporządkować stanowisko.

B. Opracowanie wyników:

1.

Napięcie pomiędzy dwoma elektrodami jest zdefiniowane jako różnica potencjałów tych elektrod.

Na przykład napięcie pomiędzy elektrodami 21 i 34 wynosi U

21,34

= V

21

- V

34

. Ponieważ potencjał

V

34

=

0, to wartości zmierzonych napięć są równe potencjałom poszczególnych elektrod. Na

kontrolce znajdują się dwa schematy rozmieszczenia elektrod. Korzystając z wyników z tab.I dla
dipola oraz tab.II dla kondensatora przy odpowiednich elektrodach (Rys. 1. dotyczy wyników z
tab.I, Rys. 2. –

tab.II). naszkicować rozkład linii ekwipotencjalnych dla obu układów.

Skomentować otrzymane rysunki porównując je z teorią.

2.

Korzystając ze średnich wartości napięć i odległości pomiędzy okładkami kondensatorów ,

policzyć natężenie pola elektrycznego dla wszystkich pięciu kondensatorów.

3.

Sporządzić wykres zależności natężenia pola elektrycznego E wewnątrz kondensatora od

odległości d pomiędzy jego okładkami E = E(d).

4. Oblicz

yć niepewność pomiarową ΔE korzystając z metody pochodnej logarytmicznej. Jeśli to

możliwe zaznaczyć na wykresie prostokąty błędów.