[实用新型]模拟静电场描绘仪

说明书

本实用新型涉及一种模拟静电场描绘仪，是用于物理实验中测绘模拟静电场的教学用具。

带电导体在空间形成的静电场，除极简单的情形外，大多不能求出它的数学表达式。为了实用的目的，往往采用实验的方法来测定，但是直接测量静电场也遇到很大的困难，因为把探针伸入静电场时，探针上会产生感应电荷，使原电场发生畸变。因此，我们一般采用一种间接的方法——模拟法来解决。所谓模拟法是用流过稳恒电流的均匀不良导电介质中的电场来模拟静电场。

目前，模拟法中的均匀不良导电介质一般采用导电纸或水，而导电纸由于其本身厚薄不一，导电性能不均匀，再加上电极与导电纸接触松紧程度不一，导致电场发生畸变，难得到理想的模拟电场，故已被基本上淘汰。

采用水为导电介质时，通过下探针测出某点电位后，与下探针同轴的上探针同时在纸上打下一点，这样就可以在白纸上对应地描出水中电场的分布。在此种方法中，以水为导电介质，可避免用导电纸作导电介质带来的种种蔽端，但由于上下探针固定铜片容易发生形变，使得上下探针不同轴，描出的电场也会发生较大失真，故此法也并不理想。

针对以上问题，本实用新型的目的在于提供一种结构简单、易于操作、能较为真实地描绘模拟静电场分布的模拟静电场描绘仪。

为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：包括交流电源、交流电压表、第一电极，第二电极和箱体，所述的第一电极、第二电极分别与交流电源的两极相接、安装在箱体的底板上；交流电压表的一极与交流电源的一极相接，其特征是还包括一个活动探针和坐标底板，所述的活动探针与交流电压表的另一极相接，所述的坐标底板放置平面与第一电极和第二电极的横截面平行。

其工作原理是：第一电极和第二电极在电介质中形成模拟静电场，坐标底板所在平面即成为模拟静电场的一个切面；活动探针可以测出坐标底板上各点的电位，显示于交流电压表上，记下此点的坐标，然后在另一相同坐标纸上描下此点，记录该点电位；依此类推，即可在该相同坐标底板上描绘出模拟静电场的电位分布图。

由于本实用新型的模拟静电场描绘仪的测试头是一个活动探针，并且坐标底板是固定于箱体的底板上的，采用逐点记录坐标、继而在另一相同坐标纸上描点的方法，不会产生失真，能较为真实地描绘模拟静电场分布，结构简单、易于操作。

下面结合附图和实施例对进一步本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型的电路原理图；

图2为模拟静电场描绘仪结构示意图；

图3为平行板电极截面图；

图4为圆柱电极截面图；

图5为同心圆环电极截面图，

如图1、图2所示，包括交流电源E、交流电压表3、第一电极1a、第二电极1b和箱体5，所述的第一电极1a、第二电极1b分别与交流电源E的两极相接、安装在箱体5的底板上；交流电压表3的一极与交流电源E的一极相接，其特征是还包括一个活动探针2和坐标底板4，所述的活动探针2与交流电压表3的另一极相接，所述的坐标纸4放置平面与第一电极1a和第二电极11的横截面平行。

如图3所示的一个实施例中第一电极1a、第二电极1b为一组平行板电极，所述的坐标底板4放置平面与第一电极1a和第二电极1b的横截面平行。

如图4所示的另一个实施例中第一电极1c、第二电极1d为一组圆柱电极，所述的坐标底板4放置平面与第一电极1c和第二电极1d的横截面平行。

如图5所示的再一个实施例中第一电极1e、第二电极1f一组同心圆环电极，所述的坐标底板4放置平面与第一电极1e和第二电极1f的横截面平行。