FIZYKA~1.DOC

5

Wyznaczanie potencjału elektrycznego metodą sondy płomykowej .

Marcin Bednarek

Janusz Kaleta

Ćwiczenie nr 61 :

Wyznaczanie potencjału elektrycznego metodą sondy płomykowej

Pole elektryczne .

Źródłem pól elektrostatycznych są ładunki elektryczne. Można zatem powiedzieć, że pole elektryczne to przestrzeń, w której na umieszczony ładunek działa siła.

Wielkościami charakteryzującymi pole elektryczne są :

A - natężenie pola elektrycznego

B - potencjał pola elektrycznego.

Natężenie pola elektrycznego E - stosunek siły F działającej na ładunek q

                                                     umieszczony w tym polu .

E = F/q

Potencjał pola elektrycznego V- stosunek pracy sił zewnętrznych, niezbędnych do   

         przeniesienia ładunku z nieskończoności do danego

         punktu pola, do wartości tego ładunku.

V = W/q

Związek pomiędzy potencjałem a natężeniem pola elektrycznego przedstawia następująca zależność :

VA - VB = -  E *   dL .

Wartość natężenia pola elektrycznego można obliczyć znając rozkład potencjału :

E = - dV / dl

Znak „-„ oznacza, że zwrot wektora E wskazuje kierunek, w którym potencjał maleje.

Pole elektryczne w powietrznym kondensatorze płaskim .

Kondensator powietrzny składa się z dwóch równoległych płytek, na których zgromadzone są ładunki elektryczne. Pomiędzy płytkami kondensatora powietrznego wytworzone jest jednorodne pole elektryczne, w którym linie sił pola są równoległe. Oznacza to, że wartość natężenia pola elektrycznego jest stała a potencjał zmienia się liniowo wraz z odległością.

Zależność potencjału V w funkcji odległości l dla kondensatora powietrznego przedstawiono  na rysunku poniżej .

V

    Dla liniowego rozkładu potencjału               

    natężenie pola elektrycznego

    wyznacza współczynnik kierunkowy

    funkcji liniowej .

l

Pomiar rozkładu potencjału metodą sondy płomykowej .

Jeśli w polu elektrycznym umieścimy ciało próbne, to będą w nim indukowane ładunki elektryczne i potencjał będzie różny od zera. Pomiar tego potencjału jest utrudniony ze względu na fakt, że w momencie podłączenia miernika (woltomierza) część ładunków odpływa z ciała próbnego, co zmienia jego potencjał.

Jedną z metod uzupełniania ładunków jest ich dostarczanie za pomocą płomienia sondy płomykowej .

Między okładzinami kondensatora umieszczona jest sonda płomykowa, która jest cienką rurką, przez którą przepływa gaz. Palący się gaz wytwarza płomień, który jest źródłem dużej ilości jonów i dostarcza ładunków. które odpłynęły do woltomierza. Jeśli jedna z okładzin kondensatora będzie uziemiona, to woltomierz wskazuje potencjał w danym punkcie pola.

I.                    Wyniki pomiarów: