静电基本实验实验报告
篇一：实验报告范本研究生实验报告(范本)
实验课程：实验名称：实验地点：
学生姓名：学号：指导教师：（范本）
实验时间：年月日一、实验目的
熟悉电阻型气体传感器结构及工作原理，进行基于聚苯胺敏感薄膜的气体传感器的结构设计、材料制作、材料表征、探测单元制作与测试、实验结果分析，通过该实验获得气体传感器从设计到性能测试完整的实验流程，锻炼同学学习能力、动手能力和分析问题能力。
二、实验内容
1、理解电阻式气体传感器工作原理
2、进行传感器结构设计
3、进行敏感材料的合成与测试
4、开展气体传感器制作
5、器件性能测试与分析讨论
三、实验原理
气体传感器是化学传感器的一大门类，是气体检测系统的核心,通常安装在探测头内。从本质上讲，气体传感器是一种将某种气体体积分数转化成对应电信号的转换器。根据气敏特性来分类，主要分为半导体气体传感器、固体电解质气体传感器、接触燃烧式气体传感器、光学式气体传感器、石英谐振式气体传感器、表面声波气体传感器等。
气体传感器的检测原理一般是利用吸附气体与高分子半导体之间产生电子授受的关系，通过检测相互作用导致的物性变化从而得知检测气体分子存在的信息，大体上可以分为：
(l)气体分子的吸附引起聚合物材料表面电导率变化
(2)p型或n型有机半导体间结特性变化
(3)气体分子反应热引起导电率变化
(4)聚合物表面气体分子吸、脱附引起光学特性变化
(5)伴随气体吸附脱附引起微小量变化
对于电阻型气体传感器，其基本的机理都是气体分子吸附于膜表面并扩散进体内，从而引起膜电导的增加，电导变化量反应了气体的浓度情况。
四、实验器材
电子天平bs2245:北京赛多利斯仪器系统有限公司
ksv5000自组装超薄膜设备:芬兰ksv设备公司
keithley2700数据采集系统:美国keithley公司kw-4a 型匀胶机:chemat technologies inc. 85-2 型恒温磁力热搅拌机:上海司乐仪器公司
优普超纯水制造系统:成都超纯科技有限公司
动态配气装置北京汇博隆仪器
s-450型扫描电镜:日本日立公司
uv1700紫外一可见分光光度计:北京瑞利分析仪器公司
bsf-gx-2型分流式标准湿度发生器:国家标准物质研究中心、北京耐思达新技术发展公司
五、实验步骤
1、电阻型气体探测器工作原理认识（见三、实验原理）
2、器件结构设计
电阻型气体探测器基于敏感薄膜电阻变化来进行气体浓度测定，因此电阻是探测器件的一个重要参数。叉指电极结构测量出的电导可由下式表示：
其中l和w为叉指电极基底的长度和宽度，n为叉指电极的数目对数，d为两相邻电极之间的间距，σ为薄膜的本征电导率。结合基底尺寸、材料电导率和工艺能力可以设计出结构优化
的叉指结构，获得较显著的电学输出信号。
图1、基于敏感膜的气体传感器结构设计意图
图1为设计的电阻型气体传感器结构，在绝缘衬底上制作叉指电极，然后在叉指电极上制作敏感薄膜，通过测试两个叉指电极间的电学信号，可获得敏感薄膜的电阻信息。设计完成的整个气体传感器的制作流程示意图如图2所示。
图2、气体传感器制作工艺流程示意图
详细流程可表述为：硅片清洗—硅片表面氧化—溅射生长nicr合金—溅射生长金—匀胶、显影、曝光、去胶—刻蚀金属层(kl、硫酸)—中测—划片一测试在器件的制作中，所使用的基片是电阻率为0.7-1?cm的n型单晶硅片([100]取向)。其上氧化生长二氧化硅作为绝缘层，然后溅射镍铬合金(200-300 ?)，以提高金电极的附着性。其后再在镍铬合金上溅射导电的金层(400～500?)，采用负胶光刻，电极间距和宽度相等，为50μm，整个器件尺寸大小为8*5mm2，该设计由自己完成，工艺由成都亚光电子股份有限公司加工。
3、聚苯胺复合薄膜制备
(1) 基片预处理
本实验采用表面抛光的石英玻片和平面叉指金电极作为成膜基片。将表面抛光的石英基片先后放在:(l)表面活性剂和水的混合液;(2)去离子水;(3)乙醇;(4)丙酮中分别超声清洗0.5h,以除去表面污垢和油溃。然后将清洗过的石英基片放入7:3浓硫酸/过氧化氢溶液及1:1:5氨水/过氧化氢/水溶液中各超声清洗0.5h使得表面清洁,同时通过这一步使基片表面亲水。处理后的石英基片存放在超纯水中待用。
将清洗好的石英基片及平面叉指电极式器件浸入1%pdda水溶液15min,取出后用去离子水洗涤,再用氮气吹干,此时基片表面呈正电性;再将基片浸入pss溶液(2mg/inl,盐酸调节ph=1~2)中15min,取出后用去离子水洗涤并吹干,此时基片表面呈负电性。
（2）聚苯胺pani/tio2复合薄膜制备方法
对于经过聚电解质(pss)处理后的基片，聚电解质自组装膜在基片表面引入了极性基团，在聚合反应的开始阶段，基片上-so-3基团与酸性条件下苯胺单体和聚苯胺低聚合物上的n+通过静电吸引作用形成离子对，将其吸附在基片表面，形成均匀的聚合中心，进行链生长。同时，混合液中的tio2纳米粒子起着原位吸附聚合载体的作用，苯胺单体吸附在tio2纳米粒子表面，氧化剂(nh4)2s2o8引发单体在tio2纳米粒子表面进行聚合，这导致了聚合物围绕tio2粒子的受限生长，从而获得tio2纳米粒子表面覆盖pani的复合薄膜。
用移液管取0.2 ml tio2溶胶，加去离子水稀释至0.lwt%；超声15min备用。室温下，将超声过的tio2溶胶加入到20ml 2.0mol/l的盐酸溶液中，在适度的搅拌下，将0.1ml苯胺单体加入其中。为了避免苯胺单体快速氧化，边搅拌边将适量的(nh4)2s2o8的盐酸溶液缓慢逐滴滴入到混合液中，体系的颜色由透明逐渐加深,变为浅蓝,最终转变为墨绿色。适度搅拌5min 后，用0.45um的有机过滤器过滤。(nh4)2s2o8和苯胺单体物质的量之比为1:1。运用芬兰ksv公司的自组装系统制备hci掺杂pani/tio2自组装纳米复合薄膜。将预处理后的基片浸入到pani/tio2滤液中，反应20min，取出基片，在空气中自然晾干后放置在纯净的氮气中保存。
（3）hci和ptsa掺杂pani/tio2复合薄膜制备方法
hci和对甲苯磺酸(ptsa)是常见的聚苯胺质子酸掺杂剂。hcl掺杂pani/tio2复合薄膜制备同前所述。ptsa掺杂pani/tio2复合薄膜制备工艺如下：
取1.9g对甲苯磺酸，溶于10ml去离子水中；再配置0.1254g (nh4)2s2o8溶于10ml盐酸溶液中，待用；用移液管取0.2ml tio2溶胶，加去离子水稀释至0.lwt%；将10ml对甲苯磺酸溶液与tio2溶胶溶液混合，超声15min备用。室温下,在超声过的对甲苯磺酸溶液和tio2溶胶混合溶液中，将0.1ml苯胺单体加入其中。为了避免苯胺单体快速氧化,边搅拌边将适量
的(nh4)2s2o8的水溶液缓慢逐滴滴入到混合液中，体系的颜色由透明逐渐加深,最终转变为墨绿色。适度搅拌5min后，用0.45um的有机过滤器过滤。(nh4)2s2o8和苯胺单体物质的量之比为1:1。运用芬兰ksv公司的自组装系统制备ptsa掺杂pani/tio2自组装纳米复合薄膜。将预处理后的基片浸入到pani/tio2滤液中，反应20min，取出基片，在空气中自然晾干后放置在纯净的氮气中保存。
对三种复合薄膜微观形貌进行sem测试表征如图3所示。pani/tio2复合薄膜 hcl掺杂pani/tio2复合薄膜 ptsa掺杂pani/tio2复合薄膜
图3 三种复合薄膜微观形貌进行sem测试篇二：实验报告
高分子材料实验技术实验报告
实验地点：国家复合改性聚合物材料工程技术研究中心
学院：材料与冶金学院专业：材料学年级：学号：学生姓名：袁霞指导教师：何敏成绩：
2015年 9 月 14日目录
一、实验教学目的与基本要求 ........................................................................ 错误！未定义书签。
1.1实验培训目的.............................................................................. ........ 错误！未定义书签。 1.2实验培训意义.............................................................................. ........ 错误！未定义书签。二、实验培训时间安排及单位简介 ............................................................................. (4)
2.1 时间安排 ............................................................................. ................................................... 4 2.2 培训基本要求.............................................................................. .......................................... 7 2.3 培训单位简介.............................................................................. .......................................... 8 三、实验培训内容 ............................................................................. .. (9)
3.1 安全管理制度宣传 ............................................................................. .................................. 9 3.2 加工设备培训.............................................................................. (9)
3.2.1 cet-20双螺杆挤出机 ............................................................................. ................ 9 3.2.2 cj80m3注塑成型机 ............................................................................. ................. 10 3.3 精密仪器实验室 ............................................................................. (12)
3.3.1 q 10差示扫描量热法(dsc) .......................................................................... ....... 12 3.3.2 q 50热重分析仪(tg) ........................................................................... ............... 14 3.3.3 nexus 670傅立叶红外分光光度计(ftir) ....................................................... 15 3.3.4 nova1000e 全自动比表面&孔隙度分析仪 .................................................... 16 3.3.5 nano zs纳米粒度& zeta电位仪...................................................................... 17 3.3.6 接触角测定仪 ............................................................................. ............................. 18 3.4 物理检测室 ............................................................................. (19)
3.4.1 wdw-10c微机控制电子万能试验机................................................................ 19 3.4.2 zbc-4b摆锤冲击试验机、制样机...................................................................... 213.4.3 rrhdv4维热变形-软化温度测定仪 (22)
四、实验培训总结 ............................................................................. ................................................ 23 五、致谢 ............................................................................. .. (24)
一、实验教学目的与基本要求
1.1实验教学目的
“高分子材料综合实验”属专业基础实验和专业实验。实验涉及高分子物理、材料测试与分析、聚合物成型加工原理等基础理论和专业理论知识。本实验课的目的是验证、巩固和加深课堂所学的基础理论知识，更重要的是培养我们学生实验操作能力，综合分析问题和解决问题的能力，养成严肃认真，实事求是的科学态度和严谨的工作作风，从而使我们在专业试验操作中得到初步训练。
本实验课的任务是通过作专业实验使专业理论知识与实践相结合，使我们掌握高分子材料结构、性能与成型工艺参数的关系、分析材料性能与结构的关系和聚合物合成的基本原理、方法及共同规律，为日后继续深造、从事高分子方面的教学、科研与开发打下坚实的基础。 1.2实验基本要求
要求每一名同学对高分子材料实验目的意义有清楚的了解，对所做每一项试验，都能知其实验的意义，了解实验设备和实验仪器的结构、实验原理、掌握正确地操作方法，能测出准确的实验数据或曲线，并了解影响成型的因素，分析材料性能与结构的关系、材料性能与成型工艺参数的关系。
三、实验安排
3.1 实验课程内容和学时分配
篇三：密里根实验报告
物理实验报告
【实验题目】密立根油滴实验
【实验目的】
1. 通过对带电油滴在重力场和静电场中运动的测量，验证电荷的“量子化”，即电量不
是连续变化的，测定电子的电荷值；
2. 理解分别利用静、动平衡条件巧妙测量电子荷质比巧妙之处，通过对仪器的调整练习选择、跟踪油滴，调整电压使油滴平衡。
【实验仪器】
由油滴盒、ccd电视显微镜、电路箱、监视器等组成的密立根油滴仪；棕油、喷油器。
【实验原理】
1. 静态（平衡）测量法
用喷雾器将油滴喷入两块相
距为d的平行极板之间。油在喷射
撕裂成油滴时，一般都是带电的。
设油滴的质量为m，所带的电量为
q，两极板间的电压为v ，如图
（b）所示。如果调节两极板间的
电压v ，可使两力达到平衡，有：
mg?qe?qv (1) d
为了测出油滴所带的电量q，除了需测定平衡电压v 和极板间距离d 外，还需要测量
油滴的质量m。因m很小，需用如下特殊方法测定：平行极板不加电压时，油滴受重力作用而加速下降，由于空气阻力的作用，下降一段距离达到某一速度?g后，阻力fr与重力
mg平衡，如图 (a) 所示（空气浮力忽略不计），油滴将匀速下降。其中油滴重力为mg=4?r3?g .此时有：3fr?6?a?vg?mg (2)
其中?是空气的粘滞系数，是a油滴的半径。经过变换及修正，可得斯托克斯定律：
fr?6?a?vg (3) 1?pa
其中b是修正常数， b=8.22×10 -6m·pa ,p为大气压强，单位为厘米汞高。
至于油滴匀速下降的速度vg，可用下法测出：当两极板间的电压v为零时,设油滴匀速
下降的距离为l，时间为t ，则： vg?l(4) tg最后得到理论公式：
???d18???l??q? (5) bv2?g?t(1?)?g?pa???
上式即为静态法测油滴电荷的公式。其中： a?329?vg
2?g
为了求电子电荷ｅ，对实验测得的各个电荷ｑ求最大公约数，就是基本电荷ｅ的值，照射油滴，使它所带电荷改变），这时 ?q1 应近似为某一最小单位的整数倍，此最小单位即为基本电荷ｅ。也就是电子电荷ｅ，也可以测得同一油滴所带电荷的改变量 ?q1 ，这时?q1应近似为某一最小单位的整数倍，此最小单位即为电荷量e.
【实验内容】
1、仪器调整：调节仪器底座上的三只调平手轮，将水泡调平。打开仪器，使屏幕视野清晰亮度适宜并调节接目镜，使分划板刻线清晰。
2、喷油滴：喷雾器内的油不可装得太满，否则会喷出很多“油”而不是“油雾”，喷油时喷
雾器的喷头不要深入喷油孔内，防止大颗粒油滴堵塞落油孔；
3、选择油滴：微调测量显微镜的调焦手轮，这时视场中即出现大量清晰的油滴。且大而亮的油滴必然质量大，所带电荷也多，而匀速下降时间则很短，增大了测量误差和给数据处理
带来困难。过小的油滴观察困难,布朗运动明显，会引入较大的测量误差。通常选择平衡电压为 200ｖ左右，匀速下落 2mm 的时间在15~35s 左右的油滴较适宜。喷油后，置“平衡”档,调 w 使极板电压为 200ｖ左右，注意几颗缓慢运动、较为清晰明亮的油滴。置“0v”档时，观察各颗油滴下落大概的速度，从中选一颗满足条件的油滴作为测量对象。如油滴斜向运动，则可转动显微镜上的圆形 ccd，使油滴垂直方向运动；
4、测量：将油滴移至某条刻度线上，仔细调节平衡电压，当油滴不在上升或下降时为平衡电压，将电压置“up”档，使油滴上升到距刻度线一格以上，置“平衡”档，将计时器归零，置“down”档，当油滴经过0刻度线时开始计时，当经过刻度线2时，计时结束并将电压置“平衡”档，重复6次该油滴的实验，记录运动的时间及平衡电压；
5、按照上述方法，再另找两滴油滴，并记录数据。
ρ为油的密度ρ=981kg/m3
g 为重力加速度 g = 9.80 m·s-2
η空气粘滞系数η =1.83×10-5 pa·s
l 为油滴匀速下降的距离 l = 2.00×10 -3m
b 为修正常数b =8.22×10 -6m·pa
p 为大气压强p=1.0133×105pa
d 为平行极板间距离d =5.00×10-3 m
【数据处理】
???d9vg18???l??由静态法测油滴电荷的公式： q? 和 a?可得：b2?gv2?g?t(1?)?g?pa???
32
e=1ei= 1.70544e-19 c ?18i
1812-190.12×10 ?e?(e?e)??i18(18?1)i?1
e=(1.70?0.12)×10-19 c
相对偏差：s相=（（1.70-1.69）×10-19/1.69×10-19）×100%=0.59% 、
【实验结果分析】
一、实验结果
1、本实验中通过对带电油滴在重力场和静电场中的运动的测量：第一个油滴的电荷量是e 的3倍；第二个油滴的电荷量是e的3倍；第三个油滴的电荷量是e的4倍。由此可知，油滴的电荷量是量子化的，即是不连续变化的。
2、本实验测得电子电量为e=(1.70?0.12)×10-19c ；e的不确定度为0.12，其反映了此次实验的重复性较好。此外，其相对偏差为0.59%，它反映了测量值与理论值较为接近，验证了实验结果的准确性较好。
二、误差分析
1、理论误差
因为油的密度ρ、空气的粘滞系数都是温度的函数, 重力加速度g 和大气压强p 又随实验地点和实验条件的变化而变化,但是一般条件下,计算的误差只有百分之一左右。 2 、仪器误差实验仪器本身带来的误差：按下计时器时，油滴瞬时的加速，计时器的误差，油滴下落过程中可能碰撞到其他的油滴造成质量的变化。
3、测量误差
a、在实验仪器相同的情况下, 测量误差除了由系统误差引起的部分, 主要就是由测量人员的主观素质引起的偶然误差形成的。例如:电荷未达到平衡就开始计时；电荷在多次测量中于其他电子发生碰撞；油滴下落时没有沿直线匀速下落；
b、选择合适的油滴很重要,油滴的体积太大,大的油滴虽然容易观察,但质量大,必须带很多电荷才能取得平衡,而且下落时间短,结果不易测准。油滴的体积过小,容易产生漂移,也会增大
测量误差。选择那些质量适中而带电量不太多的油滴才是可取的, 可根据平衡电压的大小(约200v) 和油滴匀速下降的时间(约15～35s) 来判断油滴的大小和带电量的多少。
3、减少误差的方法：多次测量取平均值
三、注意：
1、测准油滴上升或下降某段距离所需的时间，要统一油滴到达刻度线什么位置才认为油滴已踏线；
2、眼睛要平视刻度线，不要有夹角。反复几次，使测出的各次时间的离散性较小；
3、正式测量用平衡测量法、动态测量法和同一油滴改变电荷法（第三种方法所用的射线源用户自备）。如采用平衡法测量，可将已调平衡的油滴用 k 2 控制移到“起跑”线上，按 k3（计时／停），让计时器停止计时，然后将 k 2 拨向“0v”，油滴开始匀速下降的同时，计时器开始计时。到“终点”时迅速按下计时器；
4、注意不要让所观测的油滴跑掉。
静电场描绘实验报告
班级____ _____ 组别_____________ 姓名_ __ 学号_____ 日期__ __ 指导教师___ __ 【实验目的】 1.了解静电场模拟的依据； 2.学会用模拟法描绘静电场； 3.测绘静电场的等位线、电力线。 【实验仪器】 HLD-DZ-IV型静电场描绘仪（包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表），2张16开毫米坐标纸。 【实验原理】 电场强度是矢量，而电位分布是标量，在测量上要简便些， 而且比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。静电场中导体表面为等位面，而电流场中电极通常由良导体制成，同一电极上各点电位相等，所以两个场用电位表示的边界条件也相同，则两个场的解也相同（可能相差一个常数）。因而可以用稳恒电流场来模拟静电场，通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的，把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现。 【实验内容】
1将复写纸和坐标纸放置在上层支架板上，并用橡皮磁条压紧。 (1)按图6.5连接电路，并使探针头置于导电微晶上。 图6.5电场描绘电路图 (2)开启电源开关，将内外选择开关扳向“内侧”，旋转“电压调节”旋钮使电压表指示为8V或一适当的电压值。 (3)将选择开关扳向“外侧”，寻找等位点。平移同步探针底座使电压表读数分别为1.00V、2.00V、3.00V、4.00V、5.00V、6.00V、7.00V时，轻轻按下上探针在坐标纸上打出一个点。每条等位线至少要测5个以上的等位点，且均匀分布在不同方位上。 (4)取下坐标纸，由一组等位点找出圆心依次画出各等位线，并标明每一条等位线的电位值；画出电力线。 (5)以为横坐标，Ur为纵坐标，绘出Ur—曲线，看是否为直线，以验证实验的正确性。 【原始数据】 Ur（V） 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 r1（cm） 5.35 .3.70 2.50 1.90 1.40 1.10 0.80 r2（cm） 5.22 3.60 2.60 1.90 1.30 1.10 0.75 r3（cm） 5.13 3.40 2.50 1.73 1.20 0.65 0.60 r4（cm） 5.00 3.40 2.48 1.70 1.15 0.65 0.50 r5（cm） 5.00 3.40 2.55 1.60 1.10 0.70 0.45 r6（cm） 5.00 3.50 2.40 1.60 1.10 0.85 0.45 r7（cm） 5.00 3.60 2.38 1.70 1.15 1.00 0.60 r8(cm) 5.35 3.70 2.50 1.70 1.30 1.10 0.70 【数据处理】 根据原始数据计算出在不同电压下，电位分布半径的平均值，和ln，方便进行下一步的实验数据分析 Ur（V） 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00
实验报告静电场的描绘
电子信息与机电工程学院普通物理实验课实验报告 _级物理(1) 班B 2组实验日期_ 姓名：____ 学号号老师评定____________________________ 实验题目：静电场的描绘 实验目的： 1、学习用模拟法研究静电场。 2、描绘二种场结构的等位线。 仪器和用具：静电场模拟迹仪(一套) 实验原理 带电体的周围存在静电场，场的分布是由电荷的分布。带电体的几何形状及周围介质所决定的。由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。直接用电压表法去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场中，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。由于这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显着的畸变。因此，实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。 1 .用稳恒电流场模拟静电场 模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的物理状态或过程，它要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，而且这些物理量在两种状态或过程中满足数学形式基本相同的方程及边界条件。 本实验是用便于测量的稳恒电流场来模拟不便测量的静电场，这是因为这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并且这两组物理量在一定条件下遵循着数学形式相同的物理规律。例如对于静电场，电场强度E在无源区域内满足以下积分关系 八E dS S 0(2-1) -■ E d l l 0 (2-2) 对于稳恒电流场，电流密度矢量j在无源区域中也满足类似的积分关系 7 dS0(2-3) j d l0(2-4) 在边界条件相同时，二者的解是相同的。 当采用稳恒电流场来模拟研究静电场时，还必须注意以下使用条件。 (1) 稳恒电流场中的导电质分布必须相应于静电场中的介质分布。具体地说，如果被模拟的是真空或空气中的静电场，贝U要求电流场中的导电质应是均匀分布的，即导电质中各处的电阻率必须相等；如果被模拟的静电场中的介质不是均匀分布的，则电流场 中的导电质应有相应的电阻分布。 (2) 如果产生静电场的带电体表面是等位面，则产生电流场的 电极表面也应是等位面。为此，可采用良导体做成电流场的电极，而 用电阻率远大于电极电阻率的不良导体(如石墨粉、自来水或稀硫酸 铜溶液等)充当导电质。 (3) 电流场中的电极形状及分布，要与静电场中的带电导体形状 及分布相似。 图2- 1
高压静电除尘原理
2.1 主要技术参数 2.1.1 输入、输出参数 GGAJ02（GAC）高压静电除尘用整流设备常用系列产品输入、输出技术参数见附表（一）。 2.1.2 输出调节范围 输出电流调节范围：0～100%额定值。 输出电压调节范围：0～100%额定值。 2.1.3 调压方式 晶阐管调压，可控制的晶阐管导通角范围为0～172度。 2.1.4 运行方式 100%额定输出电流，连续。（负载等级“I”级）。 2.1.5 效率和功率因数 效率≥80%，功率因数≥0.8。 2.2 使用条件 ① 海拔不超过1000m。若海拔高于1000m时，其额定值应按相关标准作相应修正。 ② 对于控制柜，环境温度为-10～+40℃；对于高压整流变压器，环境温度不高于+40℃，不低于变压器油所规定的凝点温度。 ③ 空气最大相对湿度为90%（在相当于空气20±5℃时）。 ④ 无剧烈振动和冲击，垂直倾斜不超过5%。 ⑤ 运行地点无导电爆炸尘埃，没有腐蚀金属和破坏绝缘的气体或蒸气。 ⑥ 输入交流电压持续波动范围不超过额定值±10%； ⑦ 输入交流电压频率波动范围不超过±2%； 2.3 产品的功能 2.3.1 控制方式选择 本系列产品具有多种控制方式可供在不同的工况条件选择运行。 ① 火花跟踪方式：为最常用的控制方式，适用于大部分工业现场的除尘、除雾、除焦油等应用。设备的火
花率可以调节，调节范围为：4次/每分钟～120次/每分钟。高火花率状态适用于粉尘浓度高，工况恶劣的场合，能起到加强粉尘荷电率和火花清灰的作用；低火花率状态适用于除尘器末电场或工况稳定的场合，在保证除尘效率的同时又减少电场因放电而产生的二次飞扬。 ② 功率跟踪方式：适用于高比电阻粉尘，易出现反电晕的应用场合。运行功率跟踪方式时，GAC-120微机控制器综合各反馈信号的变化情况，自动寻找最佳工作点，保持向电场输入最高有效功率。 ③ 电压跟踪方式：适用范围同功率跟踪方式，保持向电场输入最高电压。 ④ 简易间歇脉冲供电方式：适用于高比电阻粉尘或粉尘浓度很低的场合。高低脉冲比例有1：2和1：4两种可选。 2.3.2 故障检测保护功能 2.3.2.1显示故障类型 系统出现下列故障时，自动报警，跳闸切断主电源，并显示故障性质。 ① 一次过电流显示器闪动显示“LOAD” ② 二次开路显示器闪动显示“OPEN” ③ 二次短路显示器闪动显示“SHORT” 2.3.2.2 开机自检 开机时，处理器对系统主要部件进行自检，若发现故障，设备无法启动，显示器显示系统故障类型：“RAM ERROR”：外部存贮器故障; “EEPROM ERROR“：电可擦除存贮器故障; “A/D ERROR”：模数转换故障; “SYSTEM ERROR”：系统故障。 2.3.2.3 变压器油温和危险气体报警 变压器油温超过设定报警值，或除尘器内易爆气体超过报警值时，输出电流、电压自动降为零。油温超报警值时，显示器闪动显示：“TEMP”；危险气体超标时，显示器闪动显示：“GAS”。当上述故障消除时，输出电流电压自动恢复。当变压器油温超过设定极限值时，跳闸并报警。 变压器油温和危险气体报警为用户可选功能。 2.3.3 闪络控制功能 高压静电除尘用整流设备的控制部分必须准确地捕捉电场的闪络信号，并迅速作出适当的处理。如果小闪络信号（闪络时，二次电流、电压波形只发生高频畸变，二次电流波形变宽，而二次电流幅度没有明显增高）无法捕捉，将导致下一个波出现二次电流幅度增高，即过渡成更强闪络；在出现闪络后如果以固定半波数关
模拟法测静电场示范实验报告
实验七:模拟法测静电场 示范实验报告 【实验目的】 1． 理解模拟实验法的适用条件。 2． 对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。 3． 加深对电场强度和电势概念的理解。 【实验仪器】 YJ-MJ-Ⅲ型激光描点模拟静电场描绘仪、白纸、夹子 【实验原理】 直接测量静电场，是非常困难的，因为： ① 静电场是没有电流的，测量静电场中各点的电势需要静电式仪表。而教学实验室只有磁电式仪表。任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，所以想利用磁电式电压表直接测定静电场中各点的电势，是不可能的。 ② 任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，会使场源电荷的分布发生变化。 人们在实践中发现：两个物理量之间，只要具有相同的物理模型或相同的数学表达式，就可以用一个物理量去定量或定性地去模拟另一个物理量，这种测量方法称为模拟法。本实验用稳恒电流场模拟静电场进行测量。 从电磁学理论知道，稳恒电流场与静电场满足相同的场方程： 0E dl ?=? （静电场的环路定理） ， 0E dS ?=?? （闭合面内无电荷时静电场的高斯定理）； 0j dl ?=? （由?=?0l d E ，得?=?0l d E σ，又E j σ=，故?=?0l d j ） ， 0j ds ?=?? （电流场的稳恒条件）； 如果二者有相同的边界条件，则场分布必定相同，故可用稳恒电流场模拟静电场。 1．长直同轴圆柱面电极间的电场分布 在真空中有一个半径为r 1的长圆柱导体A 和一个内半径为r 2的长圆筒导体B ，其中心轴重合且均匀带电，设A 、B 各带等量异种电荷，沿轴线每单位长度上内外柱面各带电荷σ+和
实验报告静电场的描绘
电子信息与机电工程学院 普通物理实验 课实验报告 级 物理(1) 班 B 2 组 实验日期 姓名: 学号 号 老师评定 实验题目： 静电场的描绘 实验目的： 1、学习用模拟法研究静电场。 2、描绘二种场结构的等位线。 仪器和用具：静电场模拟迹仪(一套) 实验原理 带电体的周围存在静电场，场的分布是由电荷的分布。带电体的几何形状及周围介质所决定的。由于带电体的形状复杂，大多数情况求不出电场分布的解析解，因此只能靠数值解法求出或用实验方法测出电场分布。直接用电压表法去测量静电场的电位分布往往是困难的，因为静电场中没有电流，磁电式电表不会偏转；另外由于与仪器相接的探测头本身总是导体或电介质，若将其放入静电场中，探测头上会产生感应电荷或束缚电荷。由于这些电荷又产生电场，与被测静电场迭加起来，使被测电场产生显着的畸变。因此，实验时一般采用间接的测量方法(即模拟法)来解决。 1．用稳恒电流场模拟静电场 模拟法本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程模拟不易实现、不便测量的物理状态或过程，它要求这两种状态或过程有一一对应的两组物理量，而且这些物理量在两种状态或过程中满足数学形式基本相同的方程及边界条件。 本实验是用便于测量的稳恒电流场来模拟不便测量的静电场，这是因为这两种场可以用两组对应的物理量来描述，并且这两组物理量在一定条件下遵循着数学形式相同的物理规律。例如对于静电场，电场强度E 在无源区域内满足以下积分关系 ??=?S d 0S E (2－1) ?=?l d 0l E (2－2) 对于稳恒电流场，电流密度矢量j 在无源区域中也满足类似的积分关系 ??=?S d 0S j (2－3) ? =?l d 0l j (2－4) 在边界条件相同时，二者的解是相同的。 当采用稳恒电流场来模拟研究静电场时，还必须注意以下使用条件。 (1)稳恒电流场中的导电质分布必须相应于静电场中的介质分布。具体地说，如果被模拟的是真空或空气中的静电场，则要求电流场中的导电质应是均匀分布的，即导电质 中各处的电阻率ρ必须相等；如果被模拟的静电场中的介质 不是均匀分布的，则电流场中的导电质应有相应的电阻分布。 (2)如果产生静电场的带电体表面是等位面，则产生电流场的电极表面也应是等位面。为此，可采用良导体做成电流场的电极，而用电阻率远大于电极电阻率的不良导体(如石墨粉、自来水或稀硫酸铜溶液等)充当导电质。 (3)电流场中的电极形状及分布，要与静电场中的带电导体形状及分布相似。 图2－1
用模拟法测绘静电场示范报告
用模拟法测绘静电场实验示范报告 物理实验中心 LXD 【实验目的】 1．懂得模拟实验法的适用条件。 2．对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。 3．加深对电场强度和电势概念的理解 【实验仪器】 双层静电场测试仪、模拟装置（同轴电缆和电子枪聚焦电极）、JDY 型静电场描绘电源。 [实验原理] 【实验原理】 1、静电场的描述 电场强度E 是一个矢量。因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。我们可以先测得等位面，再根据电力线与等位面处处正交的特点，作出电力线，整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。有了电位U 值的分布，由 U E -?= 便可求出E 的大小和方向，整个电场就算确定了。 2、实验中的困难 实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，使原场源电荷的分布发生变化。人们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进行时，可以通过一定的方法，模拟实际情况而进行测量，这种方法称为“模拟法”。 3、模拟法理由 两场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似，所以可用电流场模拟静电场。这种模拟属于数学模拟。 静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区) ??? ???????==?=?=???b a ab l d E U 0l d E 0S d D E D ε ??????????==?=?=?? ?b a ab l d E U 0l d E 0S d j E j σ 4、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布 （1）静电场 根据理论计算，A 、B 两电极间半径为r 处的电场强度大小为 r E 02πετ = A 、 B 两电极间任一半径为r 的柱面的电势为
实验报告4-用电流场模拟静电场样本
用电流场模拟静电场 一、实验目的 1．学习用模拟方法来测绘具有相同数学形式的物理场。 2．描绘出分布曲线及场量的分布特点。 3．加深对各物理场概念的理解。 4．初步学会用模拟法测量和研究二维静电场。 二、实验原理 1．用稳恒电流场模拟静电场 静电场是真空中静止的电荷产生的电场，静电场用空间各点的电场强度E 和电位V 来描述。使用等位面和电场线的概念可以使电场的描述形象化。直接测量静电场是很困难的，而稳恒电流场与静电场在是本质上不同的，但在一定条件下导电介质中稳恒电流场与静电场的描述具有类似的数学方程，因而可以用稳恒电流场来模拟静电场。 对静电场，在无源区域内有：?=?s dS E 0，?=?l dl E 0 对稳恒电流场，在无源区域内有：?=?s dS j 0，?=?l dL j 0 2．同轴电缆的电场分布及同轴圆柱面电极间的电流分布. 在真空中有一个半径为r 1=a 的长圆柱体A （A 是导体）和一个半径为 r 2 =b 的长圆筒导体B ，它们中心轴重合，带等量异号电荷，则在两个电场间产生静电场。由静电场知识可得距轴r 处的电位为 a b r b U U r ln ln = 则r a b U E 1ln 0?= 由稳恒电流知识可得a b r b U U r ln ln 0=' r a b U E r 1 ln 0?=' 三、实验仪器 GVZ-3型导电微晶静电场描绘仪（包括导电微晶，双层固定支架，同步探针等） 四、实验内容 1. 连接电路,将电压校正为10.00V . 2. 从1V 开始,平移探针，由导电线微晶上方的探针找到等位点后，按一下记录纸上方的探针，测出一系列等位点，用相同方法分别描绘出四种不同形状电极的等位线图（7~8条）。 3. 描绘同同轴电缆的静电场分布。以每条等位线上各点到原点的平均距离r 为半径画出等位线的同心圆簇。现出电场线，指出电场强度方向，得到电场分布图。 4. 描绘同其它三种不同形状电极的静电场分布。 五、注意事项 1． 测量过程中要保持两电极间的电压不变。
静电除尘器的工作原理
一、静电除尘器的工作原理 一、静电除尘器的工作原理 1．气体电离和电晕放电 由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，如图5-7-1所示的高压电场，放电极接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极可以采用平板，也可以采用圆管。 图5-7-1静电除尘器的工作原理 在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流（称之为电晕电流）急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电的导线被称为电晕极。 在离电晕极较远的地方，电场强度小，离子的运动速度也较小，那里的空气还没有被电离。如果进一步提高电压，空气电离（电晕）的围逐渐扩大，最后极间空气全部电离，这种现象称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，短路，电除尘器停止工作。为了保证电除尘器的正常运动，电晕的围不宜过大，一般应局限于电晕极附近。
如果电场各点的电场强度是不相等的，这个电场称为不均匀电场。电场各点的电场强度都是相等的电场称为均匀电场。例如，用两块平板组成的电场就是均匀电场，在均匀电场，只要某一点的空气被电离，极间空气便会部电离，电除尘器发生击穿。因此电除尘器必须设置非均匀电场。 开始产生电晕放电的电压称为起晕电压。对于集尘极为圆管的管式电除尘器在放电极表面上的起晕电压按下式计算： V （5-7-1） 式中m——放电线表面粗糙度系数，对于光滑表面m=1，对于实际的放电线，表面较为粗糙，m=0.5～0.9； R ——放电导线半径，m； 1 ——集尘圆管的半径，m； R 2 δ——相对空气密度。 T 、P——标准状态下气体的绝对温度和压力； T、P——实际状态下气体的绝对温度和压力。 从公式（5-7-1）可以看出，起晕电压可以通过调整放电极的几何尺寸来实现。电晕线越细，起晕电压越低。 电除尘器达到火花击穿的电压称为击穿电压。击穿电压除与放电极的形式有关外，还取决于正、负电极间的距离和放电极的极性。 图（5-7-2）是在电晕极上分别施加正电压和负电压时的电晕电流—电压曲线。从图（5-7-1）可以看出，由于负离子的运动速度要比正离子大，在同样的电压下，负电晕能产生较高的电晕电流，而且它的击穿电压也高得多。因此，在工业气体净化用的电除尘器中，通常采用稳定性强、可以得到较高操作电压和电流的负电晕极。用于通风空调进气净化的电除尘器，一般采用正电晕极。其优点是，产生的臭氧和氮氧化物量较少。
静电场描绘实验报告
班级_________组别_____________ 姓名_ __ 学号_____ 日期__ __ 指导教师___ __ 【实验题目】静电场的描绘____ 【实验目的】 1.了解静电场模拟的依据； 2.学会用模拟法描绘静电场； 3.测绘静电场的等位线、电力线。 【实验仪器】 HLD-DZ-IV型静电场描绘仪（包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表），2张16开毫米坐标纸。 【实验原理】 电场强度是矢量，而电位分布是标量，在测量上要简便些， 而且比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。静电场中导体表面为等位面，而电流场中电极通常由良导体制成，同一电极上各点电位相等，所以两个场用电位表示的边界条件也相同，则两个场的解也相同（可能相差一个常数）。因而可以用稳恒电流场来模拟静电场，通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的，把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现。 【实验内容】 1将复写纸和坐标纸放置在上层支架板上，并用橡皮磁条压紧。 (1)按图连接电路，并使探针头置于导电微晶上。 图? 电场描绘电路图 (2)开启电源开关，将内外选择开关扳向“内侧”，旋转“电压调节”旋钮使电压表指示为8V或一适当的电压值。 (3)将选择开关扳向“外侧”，寻找等位点。平移同步探针底座使电压表读数分别为、、、、、、时，轻轻按下上探针在坐标纸上打出一个点。每条等位线至少要测5个
以上的等位点，且均匀分布在不同方位上。 (4)取下坐标纸，由一组等位点找出圆心依次画出各等位线，并标明每一条等位线的电位值；画出电力线。 (5)以为横坐标，Ur为纵坐标，绘出Ur—曲线，看是否为直线，以验证实验的正确性。 【原始数据】 Ur（V） r1（cm）. r2（cm） r3（cm） r4（cm） r5（cm） r6（cm） r7（cm） r8(cm) 【数据处理】 根据原始数据计算出在不同电压下，电位分布半径的平均值，和ln，方便进行下一步的实验数据分析 Ur（V） （cm） ln（cm） 【实验数据分析】 根据处理好的实验数据，画出以ln为x轴，电压U为y轴的平面直角坐标系。 【思考题】 1 若将实验使用的电源电压加倍或减半，电极间的等位线、电力线的形状是否会发生变化?为什么? 答：不会；因为两电极间的等位线和电力线的分布和形状与两电极间的电位差大小无关 2 将电极间电压的正负极交换一下，绘出的等位线会有变化吗? 答：不会发生变化 3 测绘电力线时应注意什么问题？ 答：按点的时候不要太用力，以免改变位置;每一圈（每个单位电压）要测量至少5个以上的点。
静电场的描绘实验报告
篇一：静电场的模拟与描绘实验报告 用模拟法测绘静电场实验报告 【实验目的】 1．懂得模拟实验法的适用条件。 2．对于给定的电极，能用模拟法求出其电场分布。 3．加深对电场强度和电势概念的理解【实验仪器】 双层静电场测试仪、模拟装置（同轴电缆和电子枪聚焦电极）、jdy型静电场描绘电源。[实验原理] 【实验原理】 1、静电场的描述 电场强度e是一个矢量。因此，在电场的计算或测试中往往是先研究电位的分布情况，因为电位是标量。我们可以先测得等位面，再根据电力线与等位面处处正交的特点，作出电力线，整个电场的分布就可以用几何图形清楚地表示出来了。有了电位u值的分布，由 e???u 便可求出e的大小和方向，整个电场就算确定了。 2、实验中的困难 实验上想利用磁电式电压表直接测定静电场的电位，是不可能的，因为任何磁电式电表都需要有电流通过才能偏转，而静电场是无电流的。再则任何磁电式电表的内阻都远小于空气或真空的电阻，若在静电场中引入电表，势必使电场发生严重畸变；同时，电表或其它探测器置于电场中，要引起静电感应，使原场源电荷的分布发生变化。人们在实践中发现，有些测量在实际情况下难于进行时，可以通过一定的方法，模拟实际情况而进行测量，这种方法称为“模拟法”。 3、模拟法理由 两场服从的规律的数学形式相同,如又满足相同的边界条件,则电场、电位分布完全相类似，所以可用电流场模拟静电场。这种模拟属于数学模拟。静电场(无电荷区) 稳恒电流场(无电流区) ???d??e ??? d?ds?0?????e?dl?0? b??? uab??e?dl??a ???j??e ??? ?j?ds????e?dl? b ? uab????a ?0?0 ??e?dl 4、讨论同轴圆柱面的电场、电势分布（1）静电场 根据理论计算，a、b两电极间半径为r处的电场强度大小为 e? ? 2??0r a、b两电极间任一半径为r的柱面的电势为ln v?va
气体电离与静电除尘原理(精)
一、气体电离与静电除尘原理 1、气体的电离气体一般是中性的，但当气体分子获得一定的能量时，就会分离成电子、正离子、负离子，使气体变为导电体。这种使气体具有导电性能的过程称为气体的电离。气体的电离分为自发性电离和非自发性电离。气体的非自发性电离是在电离剂(如火焰、紫外线、X射线等)作用下产生的；气体的自发性电离是在高压电场作用下产生的。当电场两极问电压达到lOkW／cm左右时，气体可自发电离出电子和离子，但两极之间电压过大，电极间会产生剧烈的火花，甚至发生击穿短路。由于匀强电场中维持电晕放电十分困难，两极问空气易被击空而停止电离，所以，电除尘器要采用非匀强电场。 2、静电除尘原理图示为板式电除尘器的除尘原理，含尘气体通过高压直流电源所形成的非匀强电场中，电源的负极又称为阴极、放电极、电晕极，电源的正极(接地)又称为阳极、集电极、沉淀极，当电压升高到一定数值时，在阴极附近的电场强度迫使气体发生碰撞电离，形成大量正负离子。由于在电晕极附近的阳离子趋向电晕极的路程极短，速度低，碰上粉尘的机会很少，因此，绝大部分粉尘与路程长的负离子相撞而带上负电，飞向集尘极，只有极少数粉尘沉积于电晕檄，定期振打集尘檄及电晕极，两级吸附的粉尘落入集灰斗中，通过卸灰装置卸至输送机械运走二、类型、构造 1、类型电除尘器的类型按含尘气体运动方向可分为立式和卧式；按处理方式可分为干式与湿式；按集尘极形状可分为管式和板式；按集尘极和电晕极在除尘器内的配置位置分为单区式和双区式。含尘气体由下部垂直向上经过电场的称为立式电除尘器，优点是占地面积小。但由于气流方向与粉尘自然沉降方向相反，除尘效率较低；高度大，安装与维修不便；常采用正压操作，风机布置在电除尘器之前，磨损较快。含尘气体由水平方向通过电场的称为卧式电除尘器，根据需要可分成几室。优点是可按粉尘性质和净化要求增加电场数目，同时可按气体处理量，增加除尘室数目，这样既可保证效率，又可适应不同处理量的要求。卧式电除尘器一般采用负压操作，使风机寿命延长，节省动力，高度也不大，安装维修比较方便，但占地较大。 2、构造电除尘器主要由电晕极、沉淀极、振打装置、气体均布装置、电除尘的壳体、保温箱、排灰装置和高压整流机组组成。电除尘器的主要工作部件为电晕极和集尘极。 (1)电晕极电晕极系统主要包括电晕线、电晕极框 架、框架悬吊杆、支撑绝缘套管、电晕极振打装置等。电晕极为电除尘器的放电极。为使放电效果良好电晕线越细越好，但电晕线太细，不仅机械强度低，而且又容易锈断，或被放电电弧烧断。为了保证电晕线有一定的机械强度又有较高的放电效率，可将电晕线制成各种形式，常见的电晕线有圆形、星形和芒刺形等。电晕极带有高压电，最好使用石英套管，其高温绝缘性能好，线胀系数小。 为及时清除正负电极上的积灰，电除尘器都装有定时振打清灰装置。常用的振打
物理实验-静电场的描绘-实验报告
班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期___2013.4.17__ 指导教师___刘丽峰___ 【实验题目】_________静电场的描绘 【实验目的】 1、了解静电场模拟的依据； 2、学会用模拟法描绘静电场； 3、测绘静电场的等位线、电力线。 【实验仪器】 HLD-DZ-IV型静电场描绘仪（包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表），2张16开白纸 【实验原理】 电场强度是矢量，而电位分布是标量，在测量上要简便些，但是直接测量静电场的电位分布是很困难的。因为静电场中无电流，而任何磁电式电表都需要有电流流过才能偏转，除非用静电式仪表测量；再则测量仪表本身总是导体或电介质，与其相连的探针是良导体，一旦把它们引人静电场中，原静电场将发生强烈改变。因此采用稳恒电流场模拟静电场，来研究、测量静电场的分布。 1. 用稳恒电流场模拟静电场 模拟法要求两个类比的物理现象遵从的物理规律具有相似的数学表达式。由 电磁学理论可知，对一稳恒电流场有，对一静电场在无源区域内则
有。 比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。静电场中导体表面为等位面，而电流场中电极通常由良导体制成，同一电极上各点电位相等，所以两个场用电位表示的边界条件也相同，则两个场的解也相同（可能相差一个常数）。因而可以用稳恒电流场来模拟静电场，通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的，把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现的方法为模拟法。 1.长同轴带电圆柱体间电场分布 两无限长同轴圆柱和圆筒各带等量异号电荷，置于真空中，图6.1 是这对电极的中间有限部分，我们现在只研究这有限部分电极间的静电场。 由高斯定理可以推导出：（6-1） 式中U0为圆柱A的电位，Ur为距轴心r处的电位。推导中令UA = U0，UB = 0。由（6-1）式可得出： 1.此部分空间静电场的等位面是一系列同轴圆柱面； 2.在垂直于轴线的任一截面内，等位线为一系列同心圆； 3.这一系列同心圆等位线的分布由Ur和r决定，而Ur与ln r为线性关系。 4.模拟模型及仪器描述 用恒流场模拟静电场进行测量，需要根据电极形状的不同制成不同的模拟模型，且模拟法的使用有一定条件限制：
静电场描绘实验报告
静电场描绘实验报告 静电场描绘实验报告如何写?那么，下面就随一起来看看吧。 【实验目的】 1.学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。 2.加深对电场强度和电位要领的理解。 3.用作图法处理数据。 【实验仪器】 静电场描绘仪、静电场描绘仪信号源、导线、数字电压表、电极、同步探针、坐标纸等。 【实验原理】 在一些科学研究和生产实践中，往往需要了解带电体周围静电场的分布情况。一般来说带电体的形状比较复杂，很难用理论方法进行计算。用实验手段直接研究或测绘静电场通常也很困难。因为仪表(或其探测头)放入静电场，总要使被测场原有分布状态发生畸变;除静电式仪表之外的一般磁电式仪表是不能用于静电场的直接测量，因为静电场中不会有电流流过，对这些仪表不起作用。所以，人们常用"模拟法"间接测绘静电场分布。 1、模拟的理论依据 模拟法在科学实验中有极广泛的应用，其本质上是用一种易于实现、便于测量的物理状态或过程的研究，以代替不易实现、不便测量的状态或过程的研究。为了克服直接测量静电场的困难，我们可以仿造一个与静电场分布完全一样的电流场，用容易直接测量的电流场
模拟静电场。 静电场与稳恒电流场本是两种不同场，但是它们两者之间在一定条件下具有相似的空间分布，即两场遵守的规律在形式上相似。它们都可以引入电位U，而且电场强度E=-△U/△l;它们都遵守高斯定理:对静电场，电场强度在无源区域内满足以下积分关系 ∮E·ds = 0 ∮E·d l = 0 对于稳恒电流场，电流密度矢量J在无源区域内也满足类似的积分关系 ∮J·ds = 0 ∮J·d l = 0 由此可见，E和J在各自区域中满足同样的数学规律。若稳恒电流空间均匀充满了电导率为σ的不良导体，不良导体内的电场强度Erime;与电流密度矢量J之间遵循欧姆定律 J=σErime; 因而，E和Erime;在各自的区域中也满足同样的数学规律。在相同边界条件下，由电动力学的理论可以严格证明：像这样具有相同边界条件的相同方程，其解也相同。因此，我们可以用稳恒电流场来模拟静电场。也就是说静电场的电力线和等势线与稳恒电流场的电流密度矢量和等位线具有相似线的分布，所以测定出稳恒电流场的电位分布也就求得了与它相似的静电场的电场分布。 2、模拟条件 模拟方法的使用有一定条件和范围，不能随意推广，否则将会得到荒谬的结论。用稳流电场模拟静电场的条件可归纳为几点：
物理实验-静电场的描绘-实验报告
物理实验-静电场的描绘-实验报告首都师范大学 物理实验报告 班级___信工C班___ 组别______D______ 姓名____李铃______ 学号_1111000048_ 日期___2013.4.17__ 指导教师___刘丽峰___ 【实验题目】_________静电场的描绘【实验目的】 1、了解静电场模拟的依据, 2、学会用模拟法描绘静电场, 3、测绘静电场的等位线、电力线。 【实验仪器】 HLD-DZ-IV型静电场描绘仪,包括双层电极架、同步探针、稳压电源和数字电压表,～ 2张16开白纸 【实验原理】 电场强度是矢量～而电位分布是标量～在测量上要简便些～但是直接测量静电场的电位分布是很困难的。因为静电场中无电流～而任何磁电式电表都需要有电流流过才能偏转～除非用静电式仪表测量,再则测量仪表本身总是导体或电介质～与其相连的探针是良导体～一旦把它们引人静电场中～原静电场将发生强烈改变。因此采用稳恒电流场模拟静电场～来研究、测量静电场的分布。 1. 用稳恒电流场模拟静电场 模拟法要求两个类比的物理现象遵从的物理规律具有相似的数学表达式。由电磁学理论可知～对一稳恒电流场有～对一静电场在无源区域内则有。
比较以上两个方程式可知, 两个场的物理量所遵从的物理规律具有相同的数学式。静电场中导体表面为等位面～而电流场中电极通常由良导体制成～同一电极上各点电位相等～所以两个场用电位表示的边界条件也相同～则两个场的解也相同,可能相差一个常数,。因而可以用稳恒电流场来模拟静电场～通过测量稳恒电流场的电位分布来求得所模拟静电场分布。这种利用几何形状和物理规律在形式上相似的～把不便于直接测量的量在相似条件下间接实现的方法为模拟法。 1.长同轴带电圆柱体间电场分布 首都师范大学 物理实验报告 两无限长同轴圆柱和圆筒各带等量异号电荷～置于真空中～图6.1 是这对电极的中间有限部分～我们现在只研究这有限部分电极间的静电场。 由高斯定理可以推导出: ,6-1, 式中U0为圆柱A的电位～Ur为距轴心r处的电位。推导中令UA = U0～UB = 0。由,6-1,式可得出: 1.此部分空间静电场的等位面是一系列同轴圆柱面, 2.在垂直于轴线的任一截面内～等位线为一系列同心圆, 3.这一系列同心圆等位线的分布由Ur和r决定～而Ur与ln r为线性关系。
静电场的模拟实验报告
实验二静电场的描绘 【目的与任务】 1、理解用模拟法描绘赫电场的原理和方法； 2、学会用模拟法描绘赫电场的等势线和电场线： 3、定性说明同轴圆柱面和带电直导线电流场的特点及其应用。 【仪器与设备】 赫电场描绘仪（西安教学仪器厂生产），万用电表，坐标纸等。 仪器简介： 1、交流电源 交流电源输出电压在O?10V之间连续可调，置大输出电流I A O实验时将输出电压调节到实验要求之值。 2、赫电场描绘仪 静电场描绘仪如图1所示，支架釆用双层式结构，下层放置水盘和电极，上层安放坐标纸。P是测量探针，用于在水中测董各点的电势，P,是与P联动的记录探针，可将P在水中测得的各电势点通过按下指针P'在坐标纸上打出印迹，同步地记录在坐标纸上。由于P、P,是固定在同一探针架上的，所以两者绘出的图形完全相同。 3、模拟电极 可提供两点电荷（平行输电线），同轴柱面（同轴电缆），聚焦电极三种模拟电极。 【原理与方法】 1、直接测量赫电场的困难 带电体在周囤空间产生的静电场，可用电场强度F或电势〃的空间分布来描述。一般情况下，可从已知的电荷分布，用静电场方程求出其对应的电场分布，但对校复杂的电荷分布，如电子管、示波管、电子显微镜、加速器等电极系统，数学处理上十分困难，因而总是希望用实验方法直接测量。但是，直接测量赫电场往往很困难。因为，首先静电场中无电流，不能使用触电式仪表，而只能使用较复杂的靜电仪表和相应的测量方法：其次，探测装置必须是导体或电介质，一旦放入静电场中，将会产生感应电荷或极化电荷，使原电场发生改变，影响测量结果的准确性。若用相似的电流场来模拟辭电场，則可从电流场得到对应的騎电场的具体分布。
静电场绘测实验报告
用电流场模拟静电场 一、实验目的 1. 学习用模拟法测绘静电场的原理和方法。 2. 加深对电场强度和电位概念的理解。 3.能在坐标纸上准确描绘同轴电缆的静电场分布。 4.理解并掌握“模拟法”间接测绘静电场的理论依据。 二、实验原理 静电场和稳恒电流场虽是两个截然不同的电场，但可以用稳恒电流场中的电位分布来模拟静电场的电位分布。对于均匀带电的长直同轴柱面的静电场可以用圆片形金属电极A 和圆环金属电极 B 所形成的电流场来描绘。 图1同轴电缆的静电场 图2同轴电缆的电流场 下面比较两种场半径为r 处的电势的表达式： 1. 静电场 2πε τ = E r R n dr l d E V R r 00 220 πε τ πε τ = ?=?= ?? 设内圆柱与同轴柱面间的电势为0V ，则
00 0220 r R n dr V R r πε τ πε τ = ?= ? r R n r R n V V 0 00 ?= （1） 2. 稳恒电流场 设任意处的电流密度为j ，电阻率为ρ，则该处场强. rt I j E πρ ρ2==（其中t 为电纸厚度） r R n t I r dr t I l d E V R r 0' 220 πρπρ = = ?= ?? 设加在A 、B 两极间的电势差为' 0V ，则 0' 0220 r R n t I r dr t I V R r πρπρ = =? 则 r R n r R n V V 00 00 ?'= （2） 比较（1），（2）两式可知，在离开圆心r 处两场电势有完全相同的表达式。故可用稳 恒电流场模拟静电场。 三、实验仪器 EQC-2型双层式静电场测绘仪一套，直流稳压电源(10V ，1A)，电压表 四、实验步骤 1. 将导电玻璃上内外两电极分别与直流稳压电源的正负极相连接，电压表正负极分别与同步探针及电源负极相连接。调节电源电压到10.0V 。 2. 移动同步探针测绘同轴电缆的等位线簇。相邻两等位线间的电位差为1伏，共测八
静电除尘器的工作原理
静电除尘器的工作原理 佛冈一中冯高强 教学目的 1、知道一些静电现象，并能解释这些现象的成因 2、知道静电除尘器的工作原理 3、知道静电除尘器的应用 教学重点 1、静电除尘器的工作原理 2、知道静电除尘器的应用对环境保护的作用 教学难点 静电除尘器的工作原理 学法指导 探究、讲授、讨论、练习 教学手段 多媒体教学（本教案须配合同名课件使用） 教学过程设计 一、静电除尘器的工作原理 1．气体电离和电晕放电 由于辐射摩擦等原因，空气中含有少量的自由离子，单靠这些自由离子是不可能使含尘空气中的尘粒充分荷电的。因此，要利用静电使粉尘分离须具备两个基本条件，一是存在使粉尘荷电的电场；二是存在使荷电粉尘颗粒分离的电场。一般的静电除尘器采用荷电电场和分离电场合一的方法，如图5-7-1所示的高压电场，放电极接高压直流电源的负极，集尘极接地为正极，集尘极可以采用平板，也可以采用圆管。
图5-7-1静电除尘器的工作原理 在电场作用下，空气中的自由离子要向两极移动，电压愈高、电场强度愈高，离子的运动速度愈快。由于离子的运动，极间形成了电流。开始时，空气中的自由离子少，电流较少。电压升高到一定数值后，放电极附近的离子获得了较高的能量和速度，它们撞击空气中的中性原子时，中性原子会分解成正、负离子，这种现象称为空气电离。空气电离后，由于联锁反应，在极间运动的离子数大大增加，表现为极间的电流（称之为电晕电流）急剧增加，空气成了导体。放电极周围的空气全部电离后，在放电极周围可以看见一圈淡蓝色的光环，这个光环称为电晕。因此，这个放电的导线被称为电晕极。 在离电晕极较远的地方，电场强度小，离子的运动速度也较小，那里的空气还没有被电离。如果进一步提高电压，空气电离（电晕）的范围逐渐扩大，最后极间空气全部电离，这种现象称为电场击穿。电场击穿时，发生火花放电，电话短路，电除尘器停止工作。为了保证电除尘器的正常运动，电晕的范围不宜过大，一般应局限于电晕极附近。 如果电场内各点的电场强度是不相等的，这个电场称为不均匀电场。电场内各点的电场强度都是相等的电场称为均匀电场。例如，用两块平板组成的电场就是均匀电场，在均匀电场内，只要某一点的空气被电离，极间空气便会部电离，电除尘器发生击穿。因此电除尘器内必须设置非均匀电场。 2．尘粒的荷电 电除尘器的电晕范围（也称电晕区）通常局限于电晕线周围几毫米处，电晕区以外的空间称之为电晕外区。电晕区内的空气电离后，正离子很快向负（电晕）极移动，只有负离子才会进入电晕外区，向阳极移动。含尘空气通过电除尘器时，由于电晕区的范围很小，只有
工程电磁场实验报告
工程电磁场实验报告 姓名：x 学号：X 班级：X 指导老师：X
实验一 矢量分析 一、实验目的 1.掌握用matlab 进行矢量运算的方法。 二、基础知识 1. 掌握几个基本的矢量运算函数：点积dot(A,B)、叉积cross(A,B)、求模运算norm(A)。等 三、实验内容 1. 通过调用函数，完成下面计算 给定三个矢量A 、B 和C 如下： 23452x y z y z x z A e e e B e e C e e =+-=-+=- 求（1）A e ；（2）||A B -； （3）A B ?； （4）AB θ （5）A 在B 上的投影 （6）A C ?； （7）()A B C ??和()C A B ??； （8）()A B C ??和()A B C ?? 2. 三角形的三个顶点位于A(6,-1,2), B(-2,3,-4), C(-3, 1,5)点，求（1）该三角形的面积；（2）与该三角形所在平面垂直的单位矢量。 （答案S=42.0119, [0.2856,0.9283,0.238]n =± ) 3. 在直角坐标系中，在点P(3,4,2)处的电场强度为423x y z E e e e =++ 。求E 在柱 坐标下的表达式。（答案423z E e e e ρφ=-+ ） 四、实验结果 A=[1,2,-3]; B=[0,-4,1]; C=[5,0,-2]; y1=A/norm(A) y2=norm(A-B) y3=dot(A,B)
y4=acos(dot(A,B)/(norm(A)*norm(B))) y5=norm(A)*cos(y4) y6=cross(A,C) y71=dot(A,cross(B,C)) y72=dot(A,cross(B,C)) y81=cross(cross(A,B),C) y82=cross(A,cross(B,C))