模拟法测绘静电场实验中问题的研究
The Study on the Problem Appeared in the Experiments of Simulating Electrostatic Field

作者: 刘 正 * , 董开拓 , 王昊琳 , 马盛祥 , 张亚萍 :中国石油大学(华东)理学院,山东 青岛;

关键词: 静电场稳恒电流场电势Electrostatic Field Steady Current Field Electric Potential

摘要:
模拟法测绘静电场是利用稳恒电流场与静电场的相似性来模拟电场分布的一种方法,该方法没有考虑边界条件对实验结果产生的影响,为了验证实验设定的绝缘边界条件下能够较好的反应实际电场的分布,本文分别从理论、实验和计算机模拟三个方面定性的研究了两平行长直圆导线模型的电场分布。理论上计算了不存在边界情况下的电场分布,实验使用GVZ-3型静电场描绘仪对两平行长直圆导线电场进行了模拟,使用MATLAB的pdetool工具模拟了多种不同边界条件下的电势分布情况。结果表明,设定边界条件为绝缘时能够较好的模拟静电场分布。

Abstract: The experiments of simulating the electrostatic field are based on the similarity of current field and electric field. This method does not take the effect of boundary into consideration. In order to illustrate that the effect of insulated boundary is insignificant, three methods are used to study the electric field of a couple of parallel straight wires with infinite length and round section. In this paper, the electric field of a couple of parallel straight wires with infinite length and round section is studied in theory and experiment. And it is also simulated by MATLAB in which different kinds of boundaries are taken into consideration. The result shows that when the boundary is insulated, the experiment can reflect the actual electrostatic field accurately.

文章引用: 刘 正 , 董开拓 , 王昊琳 , 马盛祥 , 张亚萍 (2016) 模拟法测绘静电场实验中问题的研究。 应用物理, 6, 127-135. doi: 10.12677/APP.2016.67018

参考文献

[1] 夏灵勇. Hermite插值有限元在静电场中的应用[D]: [硕士学位论文]. 太原: 华北电力大学, 2011.

[2] 杨英. 关于电场等势线电力线的求解与描述及电荷禁闭部分内容的研究[D]: [硕士学位论文]. 重庆: 重庆师范大学, 2006.

[3] 周林. 解析法及有限差分法在静电场中的部分应用[D]: [硕士学位论文]. 重庆: 重庆师范大学, 2008.

[4] 郑勤红. 分离圆柱面与偏心圆柱面静电场问题的镜象解[J]. 大学物理, 2005, 24(11): 18-24.

[5] 李书光, 张亚萍, 朱海丰. 大学物理实验[M]. 北京: 科学出版社, 2012: 109-115.

[6] 袁升兴. 模拟法测绘静电场实验的几个问题[J]. 郑州工学院学报, 1990, 11(4): 112-115.

[7] 邵静, 吕长军, 竺江峰. 静电场描绘的一种改进方法[J]. 大学物理实验, 2014, 27(4): 48-51.

[8] 余景侠. 模拟静电场自动测绘系统的设计[J]. 实验科学与技术, 2013, 11(5): 222-261.

[9] 贾瑞皋, 薛庆忠. 电磁学[M]. 第二版. 北京: 高等教育出版社, 2011: 8-40.

[10] 关继腾, 郑海霞. 电动力学[M]. 第2版. 东营: 中国石油大学出版社, 2015: 68-75.

分享
Top