[实用新型]用于静电场双线描绘仪的电极

说明书

本实用新型涉及的是一种用于既能测绘静电场的电势，又能测绘静电场的电力线的静电场双线描绘仪的电极，属于物理的仪器类领域。

现有技术的静电场描绘仪只能测绘单线，即静电场电势线，如二无限长均匀柱电荷电场，无限长同轴柱电荷电场和二无限大平板电容电场的电势线。它是由在不良导体（如导电纸、水……）中建立起来的电流场，通过要使电流场中的电压分布与电流场中电势分布相同，只要模拟静电场的电流场边界条件与静电场相同的工作原理，由所测量电流场的电压而得到静电场的电势。在静电场描绘仪中其电极的设置和其形状是关键技术，如现有技术中两个电极分别模拟带有导种电荷的无限长均匀柱电荷，利用不良导体（如导电纸，水……）作为建立电流场的媒体。当两电极接通电源后，在不良导体中建立的电流场中的电压分布就为静电场中的电势分布。

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，即完成了对静电场电势线的描绘，仅完成了该实验工作的一半，要全面了解静电场的分布，除必须了解电势分布外，更重要的是还要了解电力线的分布，国内外现行的做法均采用电力线与电势线垂直的机理，徒手画出电力线簇。显然这种不足产生了两个问题：1、徒手画，误差极大。2、电力线与电势线垂直的机理，应在教学实验中得到验证。本实用新型针对了这些不足和存在的问题，提出了一种新的技术方案，改进了对仪器中关键技术的结构设计，这样不仅能测绘静电场的电势线，同时不能测绘静电场的电力线，解决了现有技术中的不足和问题。

本实用新型所提供的用于静电场双线描绘仪的电极，其构思在于利用了电动力学中的“与等势线相互正交的电力线也满足和电流场电压相同的微分方程”原理，因而通过直接测量电流场中的电压分布，也能了解静电场中的电力线分布，关键是要求电流场中满足一些边界条件，而这些边界条件在电极的改进设计上能够予以满足，由此本实用新型提出一种用于静电场双线描绘仪的电极新设计，这种电极与不良导体的接触线必须和所测的其中一条电力线重合，电极由基板、不良导体，正电极、负电极以及固定正负电极的螺栓构成。

以下将结合附图对本实用新型进行详细描述：

图1为静电场单线描绘仪电极示意图

图2为静电场单线描绘仪电极的A－A示意图

图3为静电场双线描绘仪电极示意图

图4为静电场双线描绘仪电极B－B示意图

如图1、图2所示，正电极（1）和负电极（2）周围是不良导体（3）（如导电纸、水……）作为建立电流场的媒体，当两电极接通电源后，在不良导体中建立的电流场中的电压分布就为静电场中的电势分布。正负电极（1、2）和不良导体（3）之间可以采用多种方法使之压紧，在这些基础上本实用新型根据电动力学的理论设计了新的电极，即正负电极（1、2）与不良导体（3）的接触线与所测的其中一条电力线重合，如图3、图4所示，正电极（1）位于不良导体（3）的外侧，以及两螺栓（5）的中心连线外侧，中心连线的内侧为负电极（2）。正电极（1）与负电极（2）的极性可以互换。

当两极接通电源后，所测的电压分布通过静电场双线描绘仪直接描绘出静电场的电热线和电力线。

本实用新型具有良好的应用前景，在大中学物理实验教学中具有很高的实用价值。