测绘模拟静电场的等K0面分布及多用途T型数字电桥仪

介绍了用测量归一化等电势面来测绘模拟静电场的方法以及相应的测量仪器——多用途T型数字电桥仪。     

关于“桥”内阻对惠斯通电桥灵敏度影响的研究

文章从理论和实验两方面入手,对惠斯通电桥实验中电桥灵敏度与＂桥＂内阻大小关系进行讨论,所得结果对教师教学和学生很好完成该实验有较好的指导作用。     

基于MATLAB的静电场模拟

在静电场中引入电位和电场强度后,通过等电位线图和场强分布图可以具体的描述静电场这种抽象的物质场。传统的静电场模拟实验直观地展现出了静电场的分布从而形象地描述了静电场,由于这种方法属于类比模拟,所以存在一定的缺陷(比如不直接,不能描述立体规律等等)。随着计算机技术的发展,利用计算机技术来模拟静电场等物质场逐渐成为趋势。通过借鉴大量资料简要地介绍了如何利用计算机模拟静电场,如何利用MATLAB软件模拟静电场的问题。     

Matlab模拟静电场与模拟静电场实验的比较

大学物理实验中用模拟法测绘静电场实验虽然可以描绘静电场的分布情况,但不够准确.用Matlab计算并模拟的静电场不仅理论清楚,结果也较为准确.两者互为补充,用于实践教学,使实验与理论得到了完美的结合.     

基于“单臂电桥测电阻”的一个设计性实验——单臂电桥测检流计内阻

结合＂单臂电桥测电阻＂这个实验的特点提出了一个设计性实验,并给出了解决方案.在指导学生做该实验时,要求学生来完成这个设计,可以帮助学生理解单臂电桥测量电阻的原理.     

可视化静电场分布实验装置设计开发

根据静电场和极化原理,利用高压直流电源、不同形状电极、电机以及arudino单片机等器材,设计并制作了一种可视化静电场分布的实验教学装置。实现了对现教学用模拟法测绘静电场装置所用不同形状电极产生静电场的直接观测,以同轴柱面电极为例,实验现象结果与Comsol模拟结果相符,并基于该实验装置开发了其虚拟仿真实验,有效辅助大学物理实验教学的开展。     

交流电桥平衡指示器

交流电桥平衡指示器林天章，黄东强（中山大学物理系广州５１０２７５）一、概述我们知道，要提高交流电桥的灵敏度，除了在电路元件容许的功率范围之内提高电源电压Ｕ和线路系数Ｋ值之外，还要提高平衡指示器的灵敏度Ｃ（交流电桥灵敏度Ｓ。＝ＣＫＵ）．过去我们一般采用...     

关于用稳恒电流场模拟静电场的对应条件问题

(一) 我们知道,静电场_e和稳恒电流场_i都遵循环路定理∮_L_e·d=0,∮_L_i·d=0它们都有势函数U,使得_e=-▽U,_i=-▽UU是我们熟知的电位。稳恒电流场和静电场就是通过它们的电位建立了对应关系。如果一个稳恒电流场的电位分布等于一个静电场的电位分布,则这个静电场就可以被那个稳恒电流场所模拟。所以,场的模拟问题的本质,就是电位模拟。 (二) 一般的静电场是三维的。但三维空间的电位不便测量。所以我们试图用二维的电流场来     

静电场场图描绘实验的剖析

简单形状带电导体组合的静电场分布可以用数学方程求解，而复杂形状的带电导体组合的静电场分布，虽然理论上都可用拉普拉斯方程求解，但实际计算相当复杂困难．如果直接用探讨测量静电电位，也会因探讨的引入破坏了原电场分布，使测量结果误差很大．所以，实际上常用稳恒电流场模拟静电场的方法来描绘静电场场图．教学中，具体应用的器材有电解槽，还有导电纸和导电玻璃．静电场场图描绘实验，除了要使学生了解静电场模拟基本原理、实验方法以及等位线、电力线的特性以外，还有一些重要问题，需要学生理解．如实验所描绘的对象是什么？测绘…     

模拟同号电荷静电场的实验

普通物理实验中,用直流电流场模拟静电场,必须要有正负电极,而目前生产的静电场描绘仪,只能模拟等量异号电荷的电场。同号电荷的静电场也是典型的静电场之一,用实验的方法描绘出来,对电磁学的教学无疑是有意义的。一、等位面电极的设计和制作要模拟同号电荷的场,除必须设置两个电位相等的同性电极外,还必须设置异性电极。根据静电场唯一性定理,如果把异性电极看作是二个同号电荷电场等位面,并做为电场区域的边界,则边界内部每一点的电位     

用实验方法探讨检流计偏转格数与电桥灵敏度的关系

由电桥灵敏度的定义可知,△n是对应于待测电阻的相对改变量,而引起检流计中的偏转量,所以电桥灵敏度越大,对电桥平衡的判断就越容易准确,测量结果也更准确.那么用实验方法测定电桥灵敏度时,△n取值是多少格合适?本文用实验方法探讨了检流计偏转格数与电桥灵敏度的关系.     

利用Matlab模拟点电荷系的电场线和等势面

根据电场叠加原理,利用Matlab的绘图功能,绘出二维平面内点电荷系的等势面和电场线。以三个点电荷为例,模拟了它们的电场线和等势面,并通过改变电荷的位置和电荷量的大小对电场的分布情况进行分析比较,在教学中能起到很好的演示作用。     

毫米级栅型电场分布FEP薄膜驻极体的制备及其电荷存储性能研究

采用电晕注极和热注极技术, 在厚度为25 μm的氟化乙丙烯共聚物(FEP)表面制备了宽度为2 mm和3 mm的具有栅型电场分布的驻极体, 研究了注极温度和电极宽度对其电荷存储性能的影响. 样品注极后经150天的存储, 栅型电场分布变得清晰而有规律, 覆盖铝电极区电位已衰减至接近零, 未覆盖铝电极区仍保持高电位; 对电极宽度为2 mm和3 mm的样品, 覆盖铝电极区与未覆盖铝电极区的表面电位差分别为110 V和130 V(电场强度差分别为44 kV/cm和52 kV/cm). 表面电位跟踪测试结果表明: 电晕注极样品初始表面电位高于热注极样品; 在相同的注极方法下, 注极温度越高初始表面电位越高, 电极宽度越小初始表面电位越低. 依据电晕注极和热注极原理对实验结果的分析表明, FEP和金属铝在电荷存储性能上的差异是FEP表面蒸镀铝电极后能获得栅型电场分布的原因所在.     

单根Sb掺杂ZnO微米线非平衡电桥式气敏传感器的制作与性能

通过使用化学气相沉积法,成功制备出超长、大尺寸的Sb掺杂ZnO微米线.基于非平衡电桥原理,利用单根Sb掺杂ZnO微米线作为非平衡电桥的一个桥臂,制作出了可以在室温环境下工作的气敏传感器原型器件.结果表明:室温下测得该传感器对20,50,100和200 ppm(1 ppm=10^-6)不同浓度的丙酮及乙醇气体的响应-恢复曲线均呈现为矩形形状,在空气及被测气体中均有稳定的电流值,并随着探测气体浓度的增大,器件的响应值也在逐渐增加.此外,还发现器件对丙酮气体具有更好的选择性,当丙酮气体浓度为200 ppm时,该传感器的响应时间为0.2 s,恢复时间为0.3 s,响应度高达243%.通过与普通电导式气敏传感器对比发现,采用这种非平衡电桥结构传感器可以明显地提高响应度,使响应和恢复时间更快.此外,还研究了器件的气体探测机理.     

Development of a technique for measuring static electricity distribution using focused ultrasound waves and an induced electric field

A novel method is proposed for non-contact measurement of static electricity distribution on a surface using focused ultrasound to excite movement of the charge. The focused ultrasound is generated by controlling individually the phases of 285 airborne ultrasound transducers, and it was demonstrated local excitation could be measured. An electric field is induced by local excitation of a charged object. The electric field intensity and phase are related to the surface potential and electrical polarity of the object, respectively. It is possible to measure static electricity distribution over an entire object surface by scanning the position of the focused ultrasound.     

风沙流对高压绝缘子电位和电场分布的影响

研究风沙流对高压绝缘子电位和电场分布的影响,基于有限体积法建立绝缘子风沙气固两相流模型和风沙天气下绝缘子的风-沙-电耦合场模型,计算不同风沙天气下绝缘子表面沙尘的空间分布和沉积及其对绝缘子沿面电位和电场的影响,结果表明：风沙天气下绝缘子沿面电位和电场畸变受风速和粒径影响显著,电位的畸变幅度随风速和粒径的增加而升高,电场的畸变幅度随风速和粒径的增大而减少;风沙天气下绝缘子表面不同的沙尘空间分布和沉积导致绝缘子不同位置沿面电位和电场畸变不同.     

基于密度泛函理论的外电场下盐交联聚乙烯分子的结构及其特性

交联聚乙烯是主要的高压电缆绝缘材料.为了研究外电场对盐交联分子结构的影响,本文对Zn原子使用def2-TZVP基组, C, H, O原子使用6-31G(d)基组,运用明尼苏达密度泛函(M06-2X)对交联聚乙烯分子进行优化得到了它的稳定结构.并研究了不同外电场(0—0.020 a.u., 1 a.u.=5.142×10~(11)V/m)作用下盐交联聚乙烯分子结构和能量变化,外电场对前线轨道的能级和成分的影响,原子之间的键级、断键和红光光谱的变化.研究结果表明:随着电场的增大,交联聚乙烯分子从空间网状结构逐渐变成线性结构,总能量降低,但势能增大,偶极矩和极化率升高,交联聚乙烯分子的稳定性随着电场的增大而降低;最高占据轨道能级持续增大,最低空轨道能级从0.011 a.u.电场开始持续降低,能隙持续降低,临界击穿场强为11.16 GV/m;沿电场方向聚乙烯链端表现出亲核反应活性,它的C—C键更容易断裂,形成甲基碳负离子,逆电场方向聚乙烯链端表现出亲电反应活性,它的C—H键更容易断裂形成H正离子;分子红外光谱高频区吸收峰明显红移,低频区吸收峰既有红移又有蓝移.     

Breakdown voltage analysis of Al0.25Ga0.75N/GaN high electron mobility transistors with partial silicon doping in the AlGaN layer

In this paper,two-dimensional electron gas（2DEG） regions in AlGaN/GaN high electron mobility transistors（HEMTs） are realized by doping partial silicon into the AlGaN layer for the first time.A new electric field peak is introduced along the interface between the AlGaN and GaN buffer by the electric field modulation effect due to partial silicon positive charge.The high electric field near the gate for the complete silicon doping structure is effectively decreased,which makes the surface electric field uniform.The high electric field peak near the drain results from the potential difference between the surface and the depletion regions.Simulated breakdown curves that are the same as the test results are obtained for the first time by introducing an acceptor-like trap into the N-type GaN buffer.The proposed structure with partial silicon doping is better than the structure with complete silicon doping and conventional structures with the electric field plate near the drain.The breakdown voltage is improved from 296 V for the conventional structure to 400 V for the proposed one resulting from the uniform surface electric field.     

Breakdown voltage analysis of Al_0.25Ga_0.75N/GaN high electron mobility transistors with partial silicon doping in the AlGaN layer

In this paper,two-dimensional electron gas(2DEG) regions in AlGaN/GaN high electron mobility transistors(HEMTs) are realized by doping partial silicon into the AlGaN layer for the first time.A new electric field peak is introduced along the interface between the AlGaN and GaN buffer by the electric field modulation effect due to partial silicon positive charge.The high electric field near the gate for the complete silicon doping structure is effectively decreased,which makes the surface electric field uniform.The high electric field peak near the drain results from the potential difference between the surface and the depletion regions.Simulated breakdown curves that are the same as the test results are obtained for the first time by introducing an acceptor-like trap into the N-type GaN buffer.The proposed structure with partial silicon doping is better than the structure with complete silicon doping and conventional structures with the electric field plate near the drain.The breakdown voltage is improved from 296 V for the conventional structure to 400 V for the proposed one resulting from the uniform surface electric field.     

Density Functional Approach Based on Numerically Obtained Bridge Functional

The Ornstein Zernike equation is solved with the Rogers Young approximation for bulk hard sphere fluidand Lennard-Jones fluid for several state points. Then the resulted bulk fluid radial distribution function combinedwith the test particle method is employed to determine numerically the function relationship of bridge functional as afunction of indirect correlation function. It is found that all of the calculated points from different phase space statepoints for a same type of fluid collapse onto a same smooth curve. Then the numerically obtained curve is used tosubstitute the analytic expression of the bridge functional as a function of indirect correlation function required in themethodology [J. Chem. Phys. 112 (2000) 8079] to deterrnine the density distribution of non-uniform hard spherefluid and Lennard Jones fluid. The good agreement of theoretical predictions with the computer simulation data isobtained. The present numerical procedure incorporates the knowledge of bulk fluid radial distribution function intothe constructing of the density functional approximation and makes the original methodology more accurate and moreflexible for various interaction potential fluid.