用稳恒电流场模拟静电场中对实验条件有哪些要求?

如题所述

1、电位函数连续;

2、电流密度的法向分量连续。即,当电介质的分布及非静电力给定时,可根据以上方程确定稳恒电场和电流的分布。

稳恒电流场的电位同静电场的电位满足相同的拉普拉斯方程(见泊松方程和拉普拉斯方程),当它们具有相似的边界时,方程的解是相似的。因此可用稳恒电流场模拟静电场,这是实验研究静电场的常用方法。



扩展资料

电场强度和电势为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。

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。

参考资料来源:百度百科-静电场模拟测绘

参考资料来源:百度百科-稳恒电场

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第1个回答  推荐于2016-10-02

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。

第2个回答  2015-08-27
[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差为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,相邻等位线的电位差为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。