文档介绍：一、实验目的  
  
1. 了解模拟实验法的适用条件。
  2. 能用模拟法求出给定电极(同轴圆柱电缆、两点电荷)的电场分布。
Page 81 实验7
用稳恒电流场模拟静电场
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在工程技术上,需要知道电极系统的电场分布情况
才能研究引入新电极后对电子运动的影响
目的:了解电子或带电质点在该电场中的运动规律
怎么知道电场分布?
才能研究电子束在示波管中的聚集和偏转
例如,在示波管中,
知道电极电场分布
在电子管中,
知道电场分布
二、实验原理
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电场分布
解析法:
模拟实验法:
少数几种简单情况
精度不高,但对于一般工程设计来说,已能满足要求
什么是模拟法?
在科学实验研究中应用广泛
易于实现,易测的物理状态或过程
不易实现,不易测的物理状态或过程
模拟
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模拟实验法:
a. 物理模拟:保持同一物理场本身,把相同的物理现象/过程缩小或放大模拟再现。如“风洞”的飞机模型,模拟实际飞机在大气中飞行。
b. 数学模拟:两个不同本质的物理过程,用同一个数学方程来描述。
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直接测静电场存在困难:
a. 静电场中没有电流,电磁式电表不会偏转。
b. 若探针伸入静电场,探针会产生感应电荷,使原电场产生显著畸变。
为什么不直接测静电场, 而要用稳恒电流场模拟静电场?
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1、电流场与静电场比较:
等效性?
是否可以用稳恒电流场模拟静电场?
稳恒电流场与静电场是否具备模拟条件?
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稳恒电流场:
电流连续方程
两场服从的规律:
数学形式相同, 且边界条件相同
故可用电流场模拟静电场(数学模拟)
静电场:
电场强度
则电场、电位分布完全相类似
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同轴圆柱电缆的静电场
如何实现电流场模拟静电场?
稳恒电流场
模拟
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λ电荷线密度
ε真空介电常数
σ电导率
圆柱形电流场和电位同轴电缆静电场和电位
模拟
相似性
+
+
-
-
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同轴电缆静电场推导过程(不要求,了解)
λ电荷线密度
ε真空介电常数
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