專利名稱：用于靜電場雙線描繪儀的電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種用于既能測繪靜電場的電勢，又能測繪靜電場的電力線的靜電場雙線描繪儀的電極，屬于物理的儀器類領(lǐng)域。
現(xiàn)有技術(shù)的靜電場描繪儀只能測繪單線，即靜電場電勢線，如二無限長均勻柱電荷電場，無限長同軸柱電荷電場和二無限大平板電容電場的電勢線。它是由在不良導(dǎo)體(如導(dǎo)電紙、水……)中建立起來的電流場，通過要使電流場中的電壓分布與電流場中電勢分布相同，只要模擬靜電場的電流場邊界條件與靜電場相同的工作原理，由所測量電流場的電壓而得到靜電場的電勢。在靜電場描繪儀中其電極的設(shè)置和其形狀是關(guān)鍵技術(shù)，如現(xiàn)有技術(shù)中兩個(gè)電極分別模擬帶有導(dǎo)種電荷的無限長均勻柱電荷，利用不良導(dǎo)體(如導(dǎo)電紙，水……)作為建立電流場的媒體。當(dāng)兩電極接通電源后，在不良導(dǎo)體中建立的電流場中的電壓分布就為靜電場中的電勢分布。
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，即完成了對靜電場電勢線的描繪，僅完成了該實(shí)驗(yàn)工作的一半，要全面了解靜電場的分布，除必須了解電勢分布外，更重要的是還要了解電力線的分布，國內(nèi)外現(xiàn)行的做法均采用電力線與電勢線垂直的機(jī)理，徒手畫出電力線簇。顯然這種不足產(chǎn)生了兩個(gè)問題1、徒手畫，誤差極大。2、電力線與電勢線垂直的機(jī)理，應(yīng)在教學(xué)實(shí)驗(yàn)中得到驗(yàn)證。本實(shí)用新型針對了這些不足和存在的問題，提出了一種新的技術(shù)方案，改進(jìn)了對儀器中關(guān)鍵技術(shù)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣不僅能測繪靜電場的電勢線，同時(shí)不能測繪靜電場的電力線，解決了現(xiàn)有技術(shù)中的不足和問題。
本實(shí)用新型所提供的用于靜電場雙線描繪儀的電極，其構(gòu)思在于利用了電動(dòng)力學(xué)中的“與等勢線相互正交的電力線也滿足和電流場電壓相同的微分方程”原理，因而通過直接測量電流場中的電壓分布，也能了解靜電場中的電力線分布，關(guān)鍵是要求電流場中滿足一些邊界條件，而這些邊界條件在電極的改進(jìn)設(shè)計(jì)上能夠予以滿足，由此本實(shí)用新型提出一種用于靜電場雙線描繪儀的電極新設(shè)計(jì)，這種電極與不良導(dǎo)體的接觸線必須和所測的其中一條電力線重合，電極由基板、不良導(dǎo)體，正電極、負(fù)電極以及固定正負(fù)電極的螺栓構(gòu)成。
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)描述


圖1為靜電場單線描繪儀電極示意圖圖2為靜電場單線描繪儀電極的A－A示意圖圖3為靜電場雙線描繪儀電極示意圖圖4為靜電場雙線描繪儀電極B－B示意圖如
圖1、圖2所示，正電極(1)和負(fù)電極(2)周圍是不良導(dǎo)體(3)(如導(dǎo)電紙、水……)作為建立電流場的媒體，當(dāng)兩電極接通電源后，在不良導(dǎo)體中建立的電流場中的電壓分布就為靜電場中的電勢分布。正負(fù)電極(1、2)和不良導(dǎo)體(3)之間可以采用多種方法使之壓緊，在這些基礎(chǔ)上本實(shí)用新型根據(jù)電動(dòng)力學(xué)的理論設(shè)計(jì)了新的電極，即正負(fù)電極(1、2)與不良導(dǎo)體(3)的接觸線與所測的其中一條電力線重合，如圖3、圖4所示，正電極(1)位于不良導(dǎo)體(3)的外側(cè)，以及兩螺栓(5)的中心連線外側(cè)，中心連線的內(nèi)側(cè)為負(fù)電極(2)。正電極(1)與負(fù)電極(2)的極性可以互換。
當(dāng)兩極接通電源后，所測的電壓分布通過靜電場雙線描繪儀直接描繪出靜電場的電熱線和電力線。
本實(shí)用新型具有良好的應(yīng)用前景，在大中學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中具有很高的實(shí)用價(jià)值。
權(quán)利要求1.一種用于靜電場雙線描繪儀的電極，由正電極(1)、負(fù)電極(2)、不良導(dǎo)體(3)、基板(4)、螺栓(5)，其特征在于正負(fù)電極(1)、(2)與不良導(dǎo)體(3)的接觸線必須和所測的其中一條電力線重合，正電極(1)位于不良導(dǎo)體(3)的外側(cè)，以及兩螺栓(5)的中心連線外側(cè)，中心連線的內(nèi)側(cè)為負(fù)電極(2)。
2.按權(quán)利要求1所述的這種電極，其特征不在于正電極(1)與負(fù)電極(2)可以互換。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種用于既能測繪靜電場的電勢，又能測繪靜電場的電力線的靜電場雙線描繪儀的電極。該電極根據(jù)電動(dòng)動(dòng)力學(xué)的理論，提出了電極與不良導(dǎo)體的接觸線必須與所測的其中一條電力線重合的新設(shè)計(jì)，正電極和負(fù)電極保持在一條直線上，使得該物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器改變了目前的使用狀況，為實(shí)驗(yàn)研究創(chuàng)造了很好的條件。本實(shí)用新型在大中學(xué)的物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)領(lǐng)域內(nèi)具有很大的應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號G09B23/00GK2178374SQ9322645
公開日1994年9月28日 申請日期1993年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月20日
發(fā)明者喬衛(wèi)平 申請人:喬衛(wèi)平