静电场模拟描迹实验的误差分析和仪器改进

静电场模拟描迹实验是大学物理实验中非常典型的一个实验,在该实验中,误差的主要来源有探针的不同步,导电介质的导电性,电压表内阻等。本文通过描绘同轴圆柱电极板的等势线分布图,定量的研究了以上几种误差来源对实验结果的影响,找出了最佳的实验条件,并对实验仪器进行了改进,大大降低了实验的误差。     

模拟静电场实验中导电介质的选择

通过比较3种静电场描绘仪器的实验结果,分析误差产生的原因,指出选择导电介质应注意的问题。     

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…     

用导电橡胶代替导电纸

在做模拟静电场的实验中,通常都是使用导电纸作为导电介质。但它有如下几个缺点:1.容易被探针划伤或磨损;2.更换导电纸时易起皱;3.与电极接触不太理想。针对上述缺点,可以作出如下改进:用厚度约为1mm左右的导电橡胶,按要求剪成导电纸的形状,作为导电介质。由于橡胶弹性极好,并且不易损伤,因此能很好地克服上述缺点。一般生产计算器、机厂家都有导电橡胶。如买不到或者没有合适规格的导电橡胶,也可自制,     

惠斯登电桥法研究静电场的描绘

电流场模拟静电场实验是《大学物理实验》中的一个重要内容。一般教材采取利用直流电压表测量探针和外电极之间电压的方法来描绘长同轴圆柱形电缆的等势线分布。本论文将采用惠斯登电桥法对其等势线分布进行测量,并且与电压表和数字万用表测量的结果及理论值进行比较。     

静电场描绘装置的改进

阐述了利用水作导电介质对静电场描绘装置的改进结果． 测试情况表明, 使用改进后的装置, 操作更简便直观, 测试结果较精确．     

导电微晶静电场描绘仪的改进

分析了传统导电微晶静电场描绘仪存在的缺陷,通过对实验仪器进行改进,消除了由于探针装置及电路设计等问题引入测量的误差,实验结果表明,改进后描绘仪提高了模拟描绘静电场准确度,减少了实验系统误差。     

格点法模拟静电场电势分布

利用格点法模拟静电场在二维平面内的电势分布.具体描绘了点-点、点-线、线-线,以及同心圆环的静电场等势线分布情况,并与理论计算结果进行比较。同时还分析了同心圆环产生的电势与同轴圆柱面产生的电势的区别。     

改进《静电场的描绘》实验

《静电场的描绘》实验是通过让恒定的电流通过导电纸，模拟静电场测出导电纸上的等势线，用等势线与电场线的关系，画出电场线．学生通过对等势线的描绘，加深对静电场特性的理解．该实验，以前我校选用的仪器操作繁琐、误差大，实验现象不明显．经过几年的摸索，基本解决...     

静电场描绘仪的改进

利用稳恒电流场在导体中的分布可以模拟静电场的分布．传统的静电场描绘仪存在着一系列缺陷,针对传统静电场描绘仪的不足作了部分的改进．通过实验比较,改进后的描绘仪能很好地模拟静电场．     

静电场中等势线描绘实验的改进

现行物理甲乙两种本都安排有“电场中等势线的描绘”的学生实验。实验原理是用导电纸中较大的电流分布区域来模拟静电场。经过几年实践,笔者了解到一般学校(尤其是边远地区的学校)很难买到导电纸的专门产品,只好用类似产品代替或自制。即使用导电纸,在实验中也都不同程度地存在着以下问题:第一,导电纸(或代用品)     

静电场描绘实验的研讨

引言 静电场描绘是国内外高等院校普遍开设的物理实验.由于直接描绘静电场存在很大困难,而稳恒电流场在导体中的分布规律--电流与电势差的分布规律和静电场中场强与电位差的分布规律可以用相同的数学关系式表达,所以通常是用稳恒电流场来模拟静电场.     

同轴-三平板型水介质自击穿开关设计

 在1 MV水介质自击穿开关降压实验的基础上，设计了用于脉冲功率装置的水介质输出开关，设计的最高运行电压为4 MV，放电电流600 kA。4 MW水介质自击穿开关为同轴-三平板结构，由输入输出电极、预脉冲屏蔽板和连接部件组成。在结构设计中拟使用电流线圈测量每个通道的放电电流，用开关前后传输线上靠近开关端的D-dot测量开关的输入输出电压。对开关间隙进行了2维和3维静电场分析，结果发现二者差别较大，3维静电场分析应该更接近实际电场分布。     

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。     

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.     

用模拟法研究静电场——静电场的等势线，电力线的描绘

用模拟法研究静电场──静电场的等势线，电力线的描绘乔卫平，陈新雷（上海交通大学２０００３０）静电场描绘是国内外理工类院校普遍开设的物理实验．通常做法是用稳恒电流场的电压模拟静电场的电势分布，而对电力线和电极的电荷密度分布基本不作讨论，或仅在电磁学理论...     

基于origin软件在静电场数据处理中的应用

传统是采用导电纸来描绘静电场,但描绘的过程中存在不利因素。为提高描绘的精确度,采用不同浓度NaCl溶液,比较不同浓度的导电质液体对静电场描绘的影响。同时利用origin软件对数据处理,探讨溶液浓度对平均精确度的影响。研究表明当NaCl溶液浓度为9%时,平均精确度最大,且origin软件处理数据更简洁和精确。     

用描迹法画出电场中平面上的等势线的实验方法

为了加深学生对静电场的定性认识,在全日制六年制不分科和全日制六年制分科性选修的重点中学物理教学大纲征求意见稿中,均列入了这个实验。其基本原理是:以良导体做电极,用它在均匀的平面导电物质中的电流场来模拟相同形状的带电导体在均匀介质中的静电场在某一特定平面内的分布状况。因为对静电场进行直接测量很困难,故采用易于测量的电流场模拟法。实验时,用伏特表或其他仪器探     

用检流计做“静电场的描绘”实验

静电场的描绘是中专物理学的第一个电学学生实验．它对巩固抽象的静电学理论，培养学生电学实验技能，都具有重要作用．静电场的描绘，就是先实测出导电纸平面上的等势线，再画出电场线．以往的实验我们是用电压表测出等势线的．由于电压表的内阻不够大，在测量过程中改变了导电纸上的电场分布，实验所得到的曲线与教科书上所给出的相应曲线相差甚远。虽然可以找出问题的原因，但学生在心理上很难接受这个失败的现实．著改用检流计测等势线，可收到很好的效果．两种实验曲线见图1，图2．图2用电压表测出的等势线具体做法如下：实验线路如图3…     

静电场描绘实验的改进

静电场描绘实验中,通常是采用直流电场来模拟静电场（可模拟平行板电场,一对正负点电荷电场及单个点电荷电场）．如在导电纸上用一对平行金属条电极就可模拟平行板电场,理论上讲,平行板中央的等势线应该是相互平行的直线．但实验的结果往往是导电纸上各等电势点所连成的线未及金属电极的边缘就明显弯曲．经过多组观察,其原因是电极与导电纸接触不良所致．Ｊ２３１５型电场等势线描绘仪的条形金属电极仅在中央用一颗螺丝固定在底板上,而两端与导电纸的接触就不一定良好,为验证这个结论,先用电桥来检验,用多用表的电阻档,将多用表的…