[实用新型]一种模拟静电场描绘仪

说明书

所属领域 本实用新型涉及一种用模拟法描绘静电场分布的物理实验教学仪器。

背景技术

目前使用的绝大多数模拟静电场描绘仪为水槽结构，以弱导电率的自来水为介质，以水中的电流场分布模拟静电场的分布。其结构一般是在一个边长不大于10cm的小型方水槽中，根据实验要求设置电极，在槽底开孔，固定电极位置，并与槽外电路连接。由于电极一旦位置固定，便不能变动，所以，每一个实验内容需配一个专用的水槽及电极。测试点的位置确定和记录采用双层探针。

现有仪器的主要不足之处：1、精度太差。由于每一个实验内容要配一专用水槽和电极，以及使用双层探针定位等因素，导致水槽尺寸不易增大，造成测绘精度很差，在某些实验中甚至完全不能验证所需证实的物理内容。2、电极的位置完全固定，无法根据实验需要作灵活变动。3、尽管已采用防漏措施，仪器使用一段时间后，水槽的穿孔处仍经常发生漏水现象。

发明内容

针对现有仪器的上述不足之处，本实用新型通过加大水槽尺寸，设置槽底坐标，采用横杆下压方式固定电极并与电极电连接等方法，大幅度提高了实验精度和增加了实验内容。

本实用新型提供的模拟静电场描绘仪的基本结构如图1所示。图中为同轴电缆内静电场分布的模拟测绘。

本仪器有一个大尺度方形水槽(1)，槽底铺有耐水材质薄片上印制直角坐标和极坐标制成的坐标板(2)。电极放置于坐标板上所需位置，其高度高于水槽，由水槽中间横过的横杆(8)压住。横杆(8)由两根不等长薄金属条组成，通过绝缘材料连接板(9)结合。横杆两端放在水槽外金属横杆座(6)的竖槽(10)内(见图2)，由横杆固定螺钉(7)压住。两个横杆座分别与电源的一极和横杆的一根金属条作电连接。横杆具有两大功能，一是压住电极，使其固定在实验所需位置上。二是与其所压住的电极作电连接。横杆较长的一根金属条的下沿开有一凹口，其位置在测绘同轴电缆内静电场分布时所用的环形电极的上方，以使横杆的两端不会同时与环形电极相触。拧下横杆固定螺钉。松动横杆，便可自由变动电极，改换实验内容。水槽内电压测试点位置依据坐标板确定。

本仪器的主要优点：1、由于可以采用尺度增加数倍的水槽，坐标板定位误差小等因素，测绘精度大幅提高。2、可以方便地变更电极，增添实验内容。3、可基本避免水槽漏水。

附图说明

图1新模拟静电场描绘仪基本结构示意

        图2横杆座基本结构示意

附图标记：1、水槽 2、坐标板 3、环形电极 4、自来水 5、中心圆电极

          6、横杆座 7、横杆固定螺钉 8、横杆 9、横杆连接板 10、横杆座纵槽

具体实施方式

图1中，一个带可调支脚的大尺度方形水槽，槽底有印制直角坐标和极坐标的坐标板。坐标板上按实验要求放置电极，电极高度高于水槽，水槽外中央部分有两个金属横杆座，座上部有螺孔，螺孔中间有竖直的狭槽，槽深超过螺孔深度。一根由两段不等长薄金属条组合而成的横杆，由绝缘材质的连接板结合。横杆的两根的金属条分别压住一个电极。其两端置于横杆座的狭槽中，被横杆固定螺钉压紧。交流电源的两极分别连接两个横杆座，并通过横杆与电极作电连接。通电时，水槽中的电极之间以微弱导电的自来水为介质，形成稳恒交流电流场，以模拟相同电极间的静电场。通过测试水槽中的交流电压分布，描绘出相应静电场的分布。测试点的位置坐标依据坐标板确定。松开横杆，即可方便地变动电极，改变实验内容