Додаткове завдання

Провести вимірювання опору провідника за допомогою містка постійного струму, при використанні якого досягається більша точність вимірювання опору, ніж при вимірюванні за допомогою амперметра і вольтметра. Місток приєднується при цьому до клем, позначених на панелі приладу через . Вимірювання проводиться при натиснутій клавіші “Міст” — та ж сама клавіша, що і “”. Визначити питомий опір та обчислити абсолютну та відносну похибки визначення . Порівняти точність визначення питомого опору з вико­ристанням містка постійного струму і схем наведених на рис. 2 і рис. 3.

3.02 ДОСЛІДЖЕННЯ ЕЛЕКТРОСТАТИЧНОГО ПОЛЯ

1. Теоретичні відомості

Електричне поле нерухомих зарядів називається електростатичним. Властивості електростатичного поля описуються двома величинами: напруженістю та потенціалом .

Напруженістю електростатичного поля називається векторна фізична величина, яка чисельно дорівнює силі, що діє на додатній одиничний (величиною в одну одиницю заряду) заряд, розміщений в даній точці поля:

(1)

де — сила, яка діє на заряд у досліджуваній точці поля, — величина заряду.

Потенціалом електростатичного поля називається скалярна фізична величина, яка чисельно дорівнює потенціальній енергії одиничного заряду в даній точці поля:

(2)

де — потенціальна енергія взаємодії заряду , який знаходиться в даній точці поля, з електростатичним полем. Електростатичне поле можна наочно зобразити за допомогою силових ліній та еквіпотенціальних поверхонь. Лінія, у кожній точці якої напрям дотичної співпадає з вектором напруженості поля, називається силовою лінією. При графічному зображенні поля у вигляді силових ліній їх густота характеризує чисельне значення вектора напруженості. В електростатичному полі можна виділити сукупність точок, у яких потенціал буде однаковий. Геометричне місце точок поля з однаковим потенціалом називають еквіпотенціальною поверхнею. Оскільки усі точки еквіпотенціальної поверхні мають однаковий потенціал, то робота переміщення заряду по еквіпотенціальній поверхні між двома точками дорівнює нулю:

, (3)

бо і . З іншого боку, робота, яку виконує поле, дорівнює

(4)

де — довжина елементарного (нескінченно малого) переміщення,

— кут між вектором напруженості та напрямком вектора елементарного переміщення . Оскільки при переміщенні заряду по еквіпотенціальній поверхні робота , то з (4) випливає, що і , тобто силові лінії (напрям вектора у кожній точці поля) завжди перпендикулярні до еквіпотенціальних поверхонь.

Експериментальне дослідження електростатичного поля в даній роботі полягає в отриманні його картини за допомогою еквіпотенціальних ліній та визначенні напруженості поля у різних його точках.