w 静电场的模拟实验(FB407 型静电场描绘仪)(四种电极)实验讲义杭州精科科仪器有限公司-1- 用稳恒电流场模拟静电场在工程技术上,常常需要知道电极系统的电场分布情况,以便研究电子或带电质点在该电场中的运动规律
例如,为了研究电子束在示波管中的聚焦和偏转,这就需要知道示波管中电极电场的分布情况
在电子管中,需要研究引入新的电极后对电子运动的影响,也要知道电场的分布
一般说来,为了求出电场的分布,可以用解析法和模拟实验法
但只有在少数几种简单情况下,电场分布才能用解析法求得
对于一般的或较复杂的电极系统通常都用模拟实验法加以测定
模拟实验的缺点是精度不高,但对于一般工程设计来说,已完全能满足要求
【实验目的】1、懂得模拟实验法的适用条件
2、学会用稳恒电流场(水槽法 ),测定给定的电极模型等位线的分布,再根据电力线与等位线正交的原理,绘制出法模型代表的静电场的电场分布曲线
3 、对具有解析表达式的同轴电缆模型,将实验值与理论计算值进行比较,求出实验测量结果的相对误差
【实验原理】电场强度 E 是一个矢量
因此,在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况,因为电位是标量
我们可以先测得等位面,再根据电力线与等位面处处正交的特点,作出电力线,整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了
当我们得到了电位U 值的分布,由公式(1):UE(1) 便可以求出 E 的大小和方向,整个电场也就确定了
但实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位,是不可能的,因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转,而静电场是不存在电流的
再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻,如果在静电场中引入电表,势必使电场发生严重畸变;同时, 电表或其它探测器置于电场中,要引起静电感应,使原场源电荷的分布发生变化
人们在实践中发现,有些测量在实际情况下难于进行时,可以通过一定的方法,模拟