稳恒电场模拟静电场虚拟实验

在同心电极之间移动探针,记录电势并检验径向场的对数分布。

图 1 稳恒电场模拟静电场的理想教学装置

记录与物理分析

表 1 虚拟记录(0 条)

$r/\mathrm{cm}$$\varphi/\mathrm V$$E_r/(\mathrm{V/m})$方位 / °操作

虚拟记录保留理想教学参数与来源;原报告观测独立保存。相同条件的记录参与反演。

原报告观测

原报告只有等势线汇总半径,未给逐方向坐标或重复尺寸;原对数/直径处理列不当独立测量。

表 2 原报告选定记录表

模型依据

$$\begin{gathered}\varphi(r)=U_0\frac{\ln(b/r)}{\ln(b/a)}\\[6pt]E_r=-\frac{d\varphi}{dr}=\frac{U_0}{r\ln(b/a)},\qquad\nabla^2\varphi=0.\end{gathered}$$

均匀各向同性导电片上同心等位电极,等效区域无自由电荷。外电极0 V,忽略边缘、厚度变化和探针扰动;同一半径各方位等势。

参数来源、适用范围及独立验证见模型证据与验证。

参考文献

  1. 石明吉、郭新峰、刘斌、秦佳琼:《模拟法描绘静电场实验的主要误差来源分析》,南阳理工学院学报,2018,10(4):22–25。

p.22式(1)的外环尺度按内表面半径解释;本页采用均匀介质理想环域。