ТӘЖІРИБЕЛІК ҚОНДЫРҒЫНЫҢ СИПАТТАМАСЫ

Жұмыста электростатикалық өрісті тәжірибеде зерттеу әдісі токты нашар өткізетін пластиналары бар электродтарды қолдануға негізделген.

Графиктік түрде электростатикалық өріс кернеулік сызықтары (күш сызықтары) және эквипотенциалды беттер арқылы кескінделеді.

Әдетте, электростатикалық өрістерді зерттеу барысында тәжірибеде эквипотенциалды беттер емес, олардың эквипотенциалды сызықтар түрінде болып келетін қандай да бір жазықтықтармен қиылысу анықталады.

Электростатикалық өрісті зерттеу дегеніміз – зерттелетін беттің барлық нүктелеріндегі электр өрісінің кернеулігі мен потенциалды анықтау.

Электростатикалық өрісті тәжірибеде зерттеу бірқатар қиындықтар туғызады. Оның себебі, зарядты зерттелетін өріске енгізгенде өрісті зарядтардың қайта таралуы салдарынан пайда болған өріс ұйытқытады.

Қарастырылып отырған моделде ортадағы электр тоғының сызықтарының (пластина бетіндегі) бағыты, сәйкесінше электростатикалық өрістің кернеулігі бағыттарымен бірдей болады, ал ток өткізетін ортадағы эквипотенциалдық сызықтар электростатикалық өрістің эквипотенциалды беттерімен сәйкес келеді, себебі, ортаның кез келген нүктесінде j ток тығыздығы векторының бағыты мен E өріс кернеулігінің бағыты сәйкес келеді:

 – өткізгіш беттің меншікті электр өткізгіштігі. Электростатикалық өріс күш сызықтарымен сипатталғанындай, ток өрісі де ток тығыздығы сызықтарымен сипатталады, және бұл сызықтар бағыттары бойынша сәйкес келеді.

Ток өрісінде өткізгіш беті эквипотенциалды болу үшін, өткізгішті қоршап тұрған ортаның меншікті электр өткізгіштігі, өткізгіштің меншікті электр өткізгіштігінен әлдеқайда көп болуы қажет.

Пластина бетіндегі потенциалды анықтау кезінде зонд ретінде ұштары үшкір болып келген металл электродтарды қолдануға болады. Зонд потенциалы өрістің зерттеліп отырған нүктесіндегі потенциалға тең болуы үшін зондтардың электр тізбегі пластинаның өткізгіш бетіндегі зондтар тұрған нүктелері арасындағы кедергіден біршама артық кедергіге ие болуы керек.

Зерттелетін өрістің эквипотенциалды беттерінің суреті бойынша күш сызықтарын (эквипотенциалды бетке ортогональ) жүргізіп, өрістің кезкелген нүктесіндегі Е кернеулік векторының мәнін келесі формуламен есептеуге болады:

мұндағы ∆ℓ – көршілес эквипотенциалды беттер арасындағы ең қысқа арақашықтық, Δφ – эквипотенциалды сызықтардың арасындағы потенциалдар айырымы.

Электростатикалық өрісті зерттеу үшін ЭиМ-М-Л1 моноблогы және электростатикалық өрісті имитациялау (туғызу) үшін пластиналар қолданылады.

Зертханалық қондырғының сыртқы түрі 2 суретте келтірілген.

– реттелетін стабилизацияланған тұрақты кернеу көзі;

– тұрақты кернеуді өлшеу үшін кернеу өлшеуіш (стрелкалы вольтметр);

– электростатикалық өрісті имитациялау үшін пластиналарды орналастыруға қажет ұстағыштар;

– зондты жалғау үшін ұяшық (кіріс).

Электростатикалық өрісті зерттеу үшін 3 суретте келтірілген электр сұлбасы қолданылады.