СИЛОВЫЕ ЛИНИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Кадровое окно графопроектора (кодоскопа) закрывают пластиной из линолеума с круглым отверстием, в которое ставят чашку Петри (невысокую плоскодонную кювету из стекла). В чашку наливают конденсаторное или трансформаторное масло и устанавливают пару цилиндрических электродов. Чтобы электроды во время демонстрации не смещались, их фиксируют с помощью специальной рамки. Электроды соединяют гибкими проводами с выводами электрофорной машины. Включают графопроектор и проецируют на экран чашку с ее содержимым.

На масло в чашке равномерно насыпают щепотку манной крупы, которая, плавая на поверхности масла, отображается на экране в виде множества равномерно рассеянных в поле зрения маленьких черных пятен. Медленно делают несколько оборотов электрофорной машины, подавая тем самым на электроды небольшое напряжение (2-3 кВ). Образовавшееся в окрестности электродов электрическое поле поляризует крупинки, и тогда они, динамично перемещаясь, выстраиваются цепочками вдоль силовых линий поля, образуя характерную для диполя картину (рис. 18 а). Конфигурации

Конфигурации электрических полей различных электродов

Рис. 18. Конфигурации электрических полей различных электродов

полей, соответствующих другим электродам, представлены на рис. 18 б и рис. 18 в, причем последняя характерна для поля плоского конденсатора.

Рукоятку электрофорной машины при проведении этого опыта вращать следует медленно с тем, чтобы на электроды подавалось относительно небольшое напряжение. В противном случае картина распределения крупинок получается неустойчивой, а между электродами могут проскакивать искры, отвлекающие внимание наблюдателей.

ПОЛЯРИЗАЦИЯ ДИЭЛЕКТРИКА

Поляризация диэлектрика- смещение связанных положительных и отрицательных зарядов диэлектрика в противоположные стороны под действием внешнего электрического поля. В результате поляризации в диэлектрическом теле образуется пара противоположно заряженных участков (полюсов), которые под действием того же поля при определенных условиях создают вращающий тело момент.

В качестве диэлектрика применен поролон, используемый для набивки мягкой мебели. Через середину поролонового бруска размером 24 см х 5 см х 4 см продернута капроновая нить, на концах которой сделаны петельки. В эти петельки продевают стержень, который закрепляют в горизонтальном положении в лапке штатива так, чтобы брусок оказался подвешенным на бифилярном подвесе. Параллельно бруску по разные от него стороны симметрично устанавливают пластины плоского конденсатора, которые соединяют с выводами электрофорной машины.

При подаче на конденсаторные пластины разноименных зарядов от электрофорной машины брусок поворачивается на 90°. Если же заряды с пластин убрать, замкнув между собой выводы машины, то брусок занимает первоначальное положение (рис. 19).

Поведение бруска можно объяснить так. В исходном состоянии брусок относительно пластин располагается не абсолютно симметрично. Эта асимметрия соответственно обуславливает асимметрию размещения на бруске индуцированных зарядов. Взаимодействие этих зарядов с полем конденсатора приводит к образованию вращательного момента, поворачивающего брусок.

Брусок поворачивается до тех пор, пока вращательный момент кулоновских сил не уравновесится моментом сил натяжения нитей, скрутившихся в результате этого поворота. В состоянии равновесия брусок располагается параллельно заряженным конденсаторным пластинам (на рисунке показано пунктиром).

При замыкании же выводов машины поле между пластинами исчезает, и скрутившиеся нити бифилярного подвеса возвращают брусок в исходное положение.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >