文档介绍：用模拟法测绘静电场试验示范汇报
物理试验中心 LXD
【试验目标】
知道模拟试验法适用条件。
对于给定电极，能用模拟法求出其电场分布。
加深对电场强度和电势概念了解
【试验仪器】
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。
[试验原理]
【试验原理】
1、静电场描述
电场强度E是一个矢量。所以，在电场计算或测试中往往是先研究电位分布情况，因为电位是标量。我们能够先测得等位面，再依据电力线和等位面四处正交特点，作出电力线，整个电场分布就能够用几何图形清楚地表示出来了。有了电位U值分布，由
便可求出E大小和方向，整个电场就算确定了。
2、试验中困难
试验上想利用磁电式电压表直接测定静电场电位，是不可能，因为任何磁电式电表全部需要有电流经过才能偏转，而静电场是无电流。再则任何磁电式电表内阻全部远小于空气或真空电阻，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，要引发静电感应，使原场源电荷分布发生改变。大家在实践中发觉，有些测量在实际情况下难于进行时，能够经过一定方法，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
两场服从规律数学形式相同,如又满足相同边界条件,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)
4、讨论同轴圆柱面电场、电势分布
（1）静电场
依据理论计算，A、B两电极间半径为r处电场强度大小为
A、B两电极间任二分之一径为r柱面电势为
（2）稳恒电流场
在电极A、B间用均匀不良导体（如导电纸、稀硫酸铜溶液或自来水等）连接或填充时，接上电源（设输出电压为VA）后，不良导体中就产生了从电极A均匀辐射状地流向电极B电流。电流密度为
式中E′为不良导体内电场强度，ρ为不良导体电阻率。
半径为r圆柱面电势为
图1、同轴圆柱面电场分布
图2、不良导体圆柱面电势分布
结论：
稳恒电流场和静电场电势分布是相同。因为稳恒电流场和静电场含有这种等效性，所以要测绘静电场分布，只要测绘对应稳恒电流场分布就行了。
[试验内容和步骤]
测量无限长同轴圆柱间电势分布。
（1）在测试仪上层板上放定一张坐标统计纸，下层板上放置水槽式无限长同轴圆柱面电场模拟电极。加自来水填充在电极间。
（2）按图17-5接好电路。调整探针，使下探针浸入自来水中，触及水槽底部，上探针和坐标纸有1-2mm距离。
（3）接通电源，K2扳向“电压输出”位置。调整交流输出电压，使AB两电极间电压为交流12V，保持不变。
（4）将交流毫伏表和下探针连接。移动探针，在A电极周围找出电势为10V点，用上探针在坐标纸上扎孔为记。同理再在A周围找出电势为10V等势点7个，扎孔为记。
（5）移动探针，在A电极周围找出电势分别为8V，6V，4V，2V各8个等势点（圆越大，应多找几点），方法如步骤（4）。
（