模拟法描绘静电场的依据是什么呢

模拟法描绘静电场的依据是:对稳恒场而言,微分方程及边界条件地决定了场的结构或分布,若两种场满足相同的微分方程及边界条件,则它们的结构也必然相同,静电场与模拟区域内的稳恒电流场具有形式相同的微分方程,只要使他们满足形式相同的边界条件,则两者必定有相同的场结构。

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用模拟法测绘静电场的导电介质可以用什么

用模拟法测绘静电场的导电介质必须是不良导体,能导电,但是电导率必须远远小于电极部分的电导率。所以一般试验中可以使用水,导电纸,导电玻璃之类的导电率不太高的导电介质。

用模拟法测绘静电场实验中,如果导电纸不均匀,电阻分布不均匀,那么电流场的电流就是分布不均匀的,用电流场模拟出的静电场就会不对称,等势线不会是原有的环形或者其他对称形状了。

用稳恒电流场模拟静电场中对实验条件有哪些要求?

要求:

必须同时满足高斯定理和环路定理(麦克斯韦方程组中对于电场性质的描述)。 若模拟空气中的静电场,则所采用的导电介质应是电阻均匀和各向同性的导电材料为电流场的导电介质。

要电极形状相同,电极电位相等,空间介质均匀,在相应考察点,两者电位相等,或两者电场强度相等。

[仪器描述]

GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪(包括导电微晶、双层固定支架、同步探针等),

支架采用双层式结构,上层放记录纸,下层放导电微晶。电极已直接制作在导电微晶上,并将电极引线接出到外接线柱上,电极间制作有导电率远小于电极且各项均匀的导电介质。接通直流电源(10V)就可进行实验。

在导电微晶和记录纸上方各有一探针,通过金属探针臂把两探针固定在同一手柄座上,两探针始终保持在同一铅垂线上。移动手柄座时,可保证两探针的运动轨迹是一样的。由导电微晶上方的探针找到待测点后,按一下记录纸上方的探针,在纪录纸上留下一个对应的标记。移动同步探针在导电微晶上找出若干电位相同的点,由此即可描绘出等位线。

[实验步骤]

1、描绘同轴电缆的静电场分布,将导电微晶上内外两电极分别与直流稳压电源的正负极相连接,电压表正负极分别与同步探针及电源负极相连接,移动同步探针测绘同轴电缆的等位线簇。要求相邻两等位线间的电位为1伏,以每条等位线上各点到原点的平均距离 为半径画出等位线的同心圆簇。然后根据电场线与等位线正交原理,再画出电场线,并指出电场强度方向,得到一张完整的电场分布图。在坐标纸上作出相对电位UR/Ua和 的关系曲线,并与理论结果比较,再根据曲线的性质说明等位线是以内电场中心为圆心的同心圆。

2、描绘一个劈尖电极和一个条形电极形成的静电场分布 ,将电流电压调到10V,将记录纸铺在上层平板上,从1V开始,平移同步探针,用导电微晶上放的探针找到等位点后,按一下记录纸上方的探针,测出一系列等位点,共测9条等位线,每条等势线上找10个以上的点,在电极端点附近应多找几个等位点。画出等位线,再作出电场线,做电场线时要注意:电场线与等位线正交,导体表面是等位面,电场线垂直于导体表面,电场线发自正电荷而中止于负电荷,疏密要表示出场强的大小,根据电极正、负画出电场线方向。

3、描绘机翼周围的速度场。

4、描绘聚焦电极的电场分布,测绘阴极射线示波管内聚焦电极间的电场分布。要求测出7-9条等位线,相邻等位线的电位为1V。该场为非均匀电场,等位线是一簇互不相交的曲线,每条等位线的测量点应取得密一些。画出电力线,可了解静电透镜聚焦场的分布特点和作用,加深对阴极射线示波管电聚焦原理的理解。

用模拟法测绘静电场条件是什么

如下:静电场是难以直接测量的物理量,测定的通常的办法是用容易测量,便于观察的量代替它,并找出它们之间的对应关系并进行测量,这种实验方法叫模拟法。 此处,用电流场来模拟静电场。

为什么要采用模拟的方法描述静电场

电场线不可以完美的表示电场,但可以近似的表示电场。因为要完美表示电场一般需要画无穷根电场线,实际上画不出来。而且电场线没法表示电场的强弱(不标数的情况下)。数学上,电场是一个多变量向量函数,静电场满足高斯定理和环路定理,我们可以由静电场计算出相应的电场线方程,也就是电场线的图像。计算方法如下:

电场线的切线方向为电场方向,以二维情况为例,其方程为

[公式] ,

这是一个一阶常微分方程,解出来会有一个未定常数,要求过某一点的电场线,只要把该点代入解求出未定常数即可,未定常数连续变化,就给出了一族电场线。

应该可以证明(我没证过),不同点附近电场线根数(数学上严格讲应该是某种测度)的比表明了相对电场大小。

其他场线做法类似。

跪求:用电流场模拟静电场的理论依据和条件分别是什么

用恒定电流场模拟静电场的理论依据是恒定电流场与静电场满足相同形式的数学方程(极间电势及电场公式对比)。

用恒定电流场模拟静电场的实验条件:

实验条件首先要求不良导体在两极间区域内其电导率是常数,并保持其厚度不变;其次要求测量电势的仪表中基本上无电流通过。从本质上讲就是要保证测量时,恒定电流场的电位分布在极间区域内和边界上不会因测量作而发生改变。

电荷周围空间存在的一种特殊形态的物质,其基本特征是对置于其中的静止电荷有力的作用。库仑定律描述了这个力。

扩展资料:

根据环量定理,静电场中环量恒等于零,表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零,因此静电场是保守场.

根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比。

如果电场中存在导体,在电场力的作用下出现静电感应现象,使原来中和的正、负电荷分离,出现在导体表面上。

总的电场是感应电荷与自由电荷共同作用结果。达到平衡时,导体内部的场强处处为零,导体是一个等势体,导体表面是等势面,感应电荷都分布在导体外表面,导体表面的电场方向处处与导体表面垂直。静电感应现象有一些应用,但也可能造成危害。

参考资料来源:

用恒定电流场模拟静电场的理论依据是恒定电流场与静电场满足相同形式的数学方程(极间电势及电场公式对比)。

用恒定电流场模拟静电场的实验条件:

实验条件首先要求不良导体在两极间区域内其电导率是常数,并保持其厚度不变;

其次要求测量电势的仪表中基本上无电流通过。从本质上讲就是要保证测量时,恒定电流场的电位分布在极间区域内和边界上不会因测量作而发生改变。

模拟法测绘静电场,为什么要求电极的电导率远大于导电介质的电导率?

测电场分布其实测的是每一个点对应的电位值。 简单点说,测量点到施加电压点的距离确定了电阻大小,也就确定了电位的大小。 如果表笔测量电阻太大,这不是串联了一个大电阻吗?影响测量电压的准确性。

电极是等势体导电介质,不是等势体说明电极相对介质是导体。如果不满足,介质中的稳恒电流场与模拟电场不同。低输入阻抗电表的两端测量电势要很小,否则电流太大测量会很困难,甚至烧坏电表。

静电场模拟测绘

静电场的研究有多种方法,模拟法就是一种重要的实验方法·两个物理量之间,只要具有相同的物理模型或相同的数学表达式,就可以用一个物理量去定量地或定性地模仿另一个物理量,这种方法称为模拟法·模拟法。

不是直接研究某一物理量或过程本身,而是利用与这个物理量或过程相似的模型来进行研究·本实验的特点是,仿造一个与静电场完全类似的模拟场,当用探针探测它时,它不受干扰,因而可以把对模拟场的实验结果,推广和应用于静电场。

原理

电场强度和电势是表征电场特性的两个基本物理量,为了形象地表示静电场,常采用电场线(曾称电力线)和等势面来描绘静电场.电场线与等势面处处正交,因此有了等势面的图形就可以大致画出电场线的分布图,反之亦然。

由电磁学理论可知,无自由电荷分布的各向同性均匀电介质中的静电场的电势、与不含电源的各向同性均匀导体中稳恒电流场的电势,两者所遵从的物理规律具有相同的数学表达式。

在相同的边界条件下,这两种场的电势分布相似,因此只要选择合适的模型,在一定条件下用稳恒电流场去模拟静电场是可行的.下面通过实例来分析。

用稳恒电流场模拟静电场中对实验条件有哪些要求

1.电位函数是连续的。

2.电流密度的连续法向分量。即在给定电解液分布和非静电力分布的情况下,可根据上式确定稳态电场和电流分布。

稳定电流场的势与静电场的势满足相同的拉普拉斯方程(见泊松方程和拉普拉斯方程),当它们有相似的边界时,方程的解是相似的。因此,稳态电流场可以模拟静电场,是实验中研究静电场的常用方法。

扩展资料

电场强度和电势是表征电场特性的两个基本物理量。为了直观地表示静电场,常用电场线(以前称为电力线)和等势面来描述静电场。电场线与等势面处处正交,可以用等势面图粗略地画出电场线的分布,反之亦然。

根据电磁学理论,各向同性均匀介质中无自由电荷分布的静电场势和各向同性均匀导体中无电源分布的稳态电流场势遵循相同的物理定律和相同的数学表达式。在相同的边界条件下,这两个场的地形分布相似,所以只要选择合适的模型,在一定条件下模拟稳定电流场的静电场是可行的。

参考资料来源:

参考资料来源:

必须同时满足高斯定理和环路定理(麦克斯韦方程组中对于电场性质的描述)。这一点只要是稳恒电流就可以通过电路连续性方程证得。关键是只要当被模拟的静电场不考虑静电平衡时,就可以完全适用了。因为静电场达到静电平衡时导体内场强处处为零,电势处处相等,导体内无电流。而稳恒电场中是有电流的,电场也不为零。