Исследование электростатического поля точечных зарядов

          Липецкий государственный технический университет

 

Кафедра Электрооборудования

 

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

по теоретическим основам электротехники

 

Исследование электростатического  поля точечных зарядов

Вариант 5

 

 

 

Студент _______________                                                              Фатеева Е.И.

Группа ЭП-11-1

Руководитель                                                         

Доцент  ________________                                                            Довженко С.В.

 

 

 

 

Липецк 2013

Цель работы: приобретение теоретических знаний и практических навыков определения параметров электростатического поля в произвольно  взятых точках пространства. Закрепление  базовых понятий об электростатическом поле. Лабораторная работа выполняется  в виртуальном лабораторном комплексе  PhEt.

 

1. Электростатическое поле положительного заряда в 1 нКл.

В таблице 1 приведены полученные данные:

Таблица 1. Результаты измерения  параметров поля

Координата X	Координата Y	Расстояние r от заряда	E, В/м	Направление вектора E, град.	Потенциал, В
1,2	1,2	1,7	3,1	45	5,3
2,4	2,4	3,39	0,8	45	2,6
-1,2	-1,2	1,7	3,7	-135	5,3
0,6	1,2	1,34	5	63,3	6,7

 

Теоретический расчёт для  четвёртой точки:

 

 

 

Найдём относительную  погрешность:

 

 

Вывод: полученные опытным  путём данные можно считать равным теоретически рассчитанным.

На рисунке 1 приведена  картина электростатического поля:

 

Рисунок 1. Электростатическое поле положительного заряда

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Электростатическое поле  двух отрицательных зарядов в  1 нКл.

В таблице 2 приведены полученные данные:

Таблица 2. Результаты измерения параметров поля

Координата X	Координата Y	Расстояние r от заряда	E, В/м	Направление вектора E, град.	Потенциал, В
1,2	1,2	1,7	6,2	-135	-10,5
2,4	2,4	3,39	1,5	-135	-5,3
-1,2	-1,2	1,7	6,2	45	-10,5
0,6	1,2	1,34	10	-117,1	-13,3

 

Теоретический расчёт для  четвёртой точки:

 

 

 

 

 

Найдём относительную  погрешность:

 

 

Вывод: полученные опытным  путём данные можно считать равным теоретически рассчитанным.

На рисунке 2 приведена  картина электростатического поля:

 

Рисунок 2. Электростатическое поле двух отрицательных зарядов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Электростатическое поле  системы зарядов

В таблице 3 приведены полученные опытным путём данные.

Таблица 3. Результаты измерения  параметров поля

Точка	E, В/м	Направление вектора E, град.	Потенциал, В
C	89,5	-171,9	12,7
D	75	74,7	10,9
E	43,1	-7,8	8
F	204	-95,2	48,1

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рассчитаем теоретически нужные величины:

Расчёт потенциала в точке  С:

 

Расчёт напряженности  в точке С:

 

 

 

 

Угол между  и

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

        

 

Расчёт потенциала в точке  D:

 

 

Расчёт напряженности в точке D:

 

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         Расчёт потенциала в точке Е:

 

 

Расчёт напряженности в точке Е:

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

 

 

         Расчёт потенциала в точке F:

 

 

Расчёт напряженности в точке F:

 

 

 

 

 

 

 

 

Найдём относительную  погрешность:

 

 

 

 

 

 

 

 

Вывод: полученные опытным  путём данные можно считать равным теоретически рассчитанным.