Одним из методов исследования в физике является модельный эксперимент, который имеет две разновидности - физическое и математическое моделирование. В процессе физического моделирования наиболее существенные закономерности в поведении исследуемого объекта воспроизводятся па модели, сохраняя при этом свою физическую природу. В основе математического моделирования лежит тождественность математического описания различных по своей природе физических явлений.
Известно, что потенциалы электростатического поля в вакууме и поля тока в электролите удовлетворяют одному и тому же виду дифференциального уравнения. Граничные условия для зарядов на поверхности проводника в вакууме и для токов в проводящей среде с малой проводимостью также совпадают. Это обстоятельство позволяет использовать электролитическую ванну для моделирования электростатического поля, поскольку проведение непосредственных электростатических измерений представляет технически достаточно сложную задачу.
|
|
Для определения поля заряженных проводников заданной формы их помещают в ванну, заполненную слабопроводящей жидкостью, и подают на них потенциалы, равные натуральным или уменьшенные. Следует отметить, что работа электростатического поля при перемещении заряда определяется разностью потенциалов , поэтому в лабораторной работе определяется величина , а не абсолютные значения потенциалов.
Напряжением U на данном участке цепи называется величина, равная суммарной работе электростатических и сторонних сил при перемещении единичного положительного заряда. При отсутствии источников тока напряжение на участке цепи совпадает с разностью потенциалов, т.е. Δφ=U=JR.
В настоящей работе экспериментально изучается распределение потенциала в пространстве между электродами, где Δφ=U, а силовые линии изучаемого поля строятся как ортогональные к найденным экспериментально линиям равного потенциала.