文档介绍：2
大学物理实验静电场的描绘
静电场的描绘
【试验目的】
。。。【试验仪器】
静电场描绘仪、静电场描 2、模拟条件
模拟方法的使用有确定条件和范围，不能任凭推广，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：
（1）稳流场中电极形状应与被模拟的静电场的带电体几何形状相同。（2）稳流场中的导电介质应是不良导体且电阻率分布均匀，并满足σ才能保证电流场中的电极（良导体）的表面也近似是一个等位面。（3）模拟所用电极系统与被模拟电极系统的边界条件相同。
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3、同轴圆柱形电缆的静电场
利用稳恒电流的电场和相应的静电场其空间形成全都性，则只要保证电极形状确定，电极电位不变，空间介质均匀，在任何一个考察点，均应有U稳恒=U静电，或E
稳恒
电极
≥σ
导电质
=E静电。下面

图 1
以同轴圆柱形电缆的“静电场”和相应的模拟场—“稳恒电流场”来争辩这种等效性。如图10（a）所示，在真空中有一半径a的长圆柱导体A和一个内径b的长圆筒导体B，它们同轴放置，分别带等量异号电荷。由高斯定理可知，在垂直于轴线上的任何一个截面S内，有均匀分布辐射状电力线，这是一个与坐标Z无关的二维场。在二维场中电场强度E正平行于xy平面，其等位面为一簇同轴圆柱面。因此，只需争论任一垂直横截面上的电场分布即可。
距轴心O半径为r处（图1(b)）的各点电场强度为
E?? 2??0r式中λ为A（或B）的电荷线密度。其电位为
Ur?Ua??Edr?Ua?ar?r1n （1） 2??0aU??a 2??01nba若r?b时，Ub = 0则有
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代入式（1）得 Ur?Ua距中心r 处场强为 Er?1n(b/r) （2）
1n(b/a)UadUr1?? （3） dr1n(b/a)r其中A、B间不是真空，而是布满一种均匀的不良导体，且A和B分别与电流的正负极相连，见图2同轴电缆模拟电极间形成径向电流，建立一个稳恒电流场
Er?。可以证明不良导体中的电场强度Er?与原真空中的静电场Er是相同的。
4、同轴圆柱形电级间的电流场
取厚为t的圆柱形同轴不良导体片来争论，材料的电阻率为ρ则半径r的圆周到半径为（r+dr）的圆周之间的不良导体薄块的电阻为
dR??dr? （4） 2?tr半径r到b之间的圆柱片电阻为
Rrb??bdr?b （5） ?1n?r2?tr2?tr由此可知半径a到b之间圆柱片的电阻为

b a t (a)
图2 同轴电缆模拟电极
r r?dr (b) Rab??b1n