Měření rozložení el. potenciálu metodou elektrolytické vany

Měření rozložení el. potenciálu metodou elektrolytické vany.

TEORETICKÝ ROZBOR:

Elektrický potenciál V v libovolném bodě elektrického pole je skalární veličina daná podílem práce A, vykonané elektrickým polem při přenesení náboje Q z uvažovaného bodu, a velikostí přenášeného náboje. Vztažený bod, jemuž přísluší potenciál V = 0, volíme v nekonečnu nebo na zemském povrchu. . Rozdíl potenciálu se nazývá elektrické pole U, pro rozdíl potenciálu v bodech A a B pole platí : . Jednotka elektrického potenciálu, elektrického napětí V = U = = e = 1V, E = N*C^-1 = V*m^-1. Vektor intenzity elektrického pole E je možné vyjádřit vztahem E = -grand V, kde V je skalární funkce, potenciál. Spojnice míst se stejným potenciálem se nazývá ekvipotenciální křivka. Ekvipotenciální křivky jsou vždy kolmé na směr intenzity elektrického pole E.

Při vlastní metodě stanovení polohy ekvipotenciálních křivek pomocí elektrolytické vany se používá měřícího zařízení (viz. Schéma) a skládá se z elektrolytické vany EV, do níž se upínají elektrody E₁ a E₂, z pantografu P a osciloskopu OS. Sonda S pantografu je ponořena do elektrolytu ve vaně. Na stínítku osciloskopu se sleduje velikost napětí mezi sondou a odbočkou na děliči D. Je-li toto napětí nulové, nachází se sonda na stejném potenciálu jako odbočka na děliči. Pohybuje-li se se sondou tak, aby napětí bylo stále nulové, pohybuje se sonda po ekvipotenciální křivce. Pomocí pantografu se dráha tohoto pohybu je současně zapisována na papír v poloviční velikosti.Osciloskop postupně přepínáme na všech devět odboček děliče, a tím se získá deset ekvipotenciálních křivek. Uvedená metoda je jednou z nejpřesnějších pro měření rozložení potenciálu. 

Schéma zapojení

Tvary elektrod

POSTUP MĚŘENÍ:

Do vany jsme přišroubovali na dno elektrody E₁ a E₂ a) rovnoběžné elektrody, b) rozebíhající se elektrody, c) přímkovou a půlkruhovou elektrodu d) půlkruhové elektrody a e) kruhovou a pulkruhovou. Papír jsme upevnili na podložku a umístili ho tak, aby jsem pantografem obsáhl celou plochu elektrolytické vany. Překreslili jsme tvar elektrod a poté jsme nalili do vany EV elektrolyt tak, aby elektrody byly pod hladinou.

Prvky v obvodu jsme zapojili podle schématu. Jeden z přívodů k osciloskopu OS jsme zasunovali postupně do 1. až 9. odbočky děliče D a zakreslili jsem 1. až 9. ekvipotenciální křivku. Totéž jsme provedli i pro další typy elektrod.

VÝSLEDKY MĚŘENÍ : (viz. Příloha grafy u Tomáše Svobody)

ZÁVĚR:

Po přepnutí všech devíti odboček jsme získali výsledné ekvipotenciální křivky, které jsou doloženy na papíru.Při zkoumání ekvipotenciálních křivek pro půlkruhovou elektrodu na jedné straně a přímkovou elektrodou na straně druhé je zřejmé, že tyto křivky mají tvar nehomogenní pole, avšak směrem k přímkové elektrodě se stává homogenním, souměrné podle osy y.