模拟法测绘静电场分布.pptVIP

第1页，共14页，星期日，2025年，2月5日实验目的1、学习用模拟法测绘静电场的原理和方法2、研究两种形状电极的电场分布情况第2页，共14页，星期日，2025年，2月5日实验仪器EQC—2型静电场测绘仪第3页，共14页，星期日，2025年，2月5日在一些电子器件和设备中有时需要知道其中的电场分布，一般都通过实验的方法来确定。但是在直接测量静电场也遇到很大困难，主要困难在于把探针伸入静电场时，探针上会产生感应电荷，使原电场产生显著的畸变。故实验时常用模拟方法来测量。第4页，共14页，星期日，2025年，2月5日一、长同轴柱面的电场1、静电场如图a所示，在真空中有一个半径为的高为h的长圆柱体导体A和一个内半径为的高为h的长圆筒导体B，它们的中心重合。设电极AB的电位分别为（接地）各带等量异号电荷，则在两电极之间产生静电场。AB(图a)实验原理第5页，共14页，星期日，2025年，2月5日如图b1所示为垂直轴线的一截面S，由于对称性，截面S内有均匀分布的辐射状电力线。设内外柱面各带等量异号电荷，作半径为r的高斯面,如图b2所示（柱面），设此面的场强E，由高斯定理得：则ABS(图b1)ABS(图b2)r第6页，共14页，星期日，2025年，2月5日由边界条件得：代入上式得：即整理得：第7页，共14页，星期日，2025年，2月5日2、模拟场通常情况下，同轴柱面的电极是用铜制成的，铜的电阻率很小是良导体，在AB间充满均匀的不良导体，其薄层厚度为t，材料的电阻率为，在两极接上电压后，不良导体中产生电流，则半径r的圆周到的圆周之间不良导体的电阻为：第8页，共14页，星期日，2025年，2月5日同理可得半径为的内柱面到半径为的外柱面的总电阻于是从内柱面的总电流外柱面（）至半径为r的柱面的电位第9页，共14页，星期日，2025年，2月5日将上式代入本式得即模拟电场的分布与静电场分布相同。由于则所以不良导体内的场强分布与原真空中的场强E完全相同。第10页，共14页，星期日，2025年，2月5日