Masurarea potentialului din interiorul unui condensator plat

Masurarea potentialului din interiorul unui condensator plat

In experimentul Masurarea potentialului din interiorul unui condensator plat, se investigheaza potentialul electric al unui capacitor cu placi. Suprafetele equipotentiale paralele cu placile capacitorului sunt identificate prin masurarea potentialului electric in diferite pozitii, dar la distanta constanta fata de placile capacitorului. In plus, se determina dependenta variatiei potentialului electric in functie de distanta fata de placile capacitorului si se utilizeaza pentru a calcula intensitatea campului electric.

Obiectivele experimentului includ:

Masurarea potentialului in capacitorul cu placi in paralel cu acestea: suprafetele equipotentiale.

Masurarea potentialului in capacitorul cu placi perpendicular pe acestea: determinarea intensitatii campului E.

Principiile experimentului se bazeaza pe investigarea potentialului intr-un capacitor cu placi. Daca distanta dintre placi este semnificativ mai mica decat dimensiunile acestora, intensitatea campului electric E intre placi poate fi considerata omogena. Liniile de camp electric trec perpendicular pe placi. Prin urmare, suprafetele equipotentiale curg in paralel cu placile capacitorului.

Intr-o sectiune bidimensionala printr-un camp electric, punctele de potential egal formeaza o linie. Cursul acestor linii equipotentiale este determinat, la fel ca si liniile de camp, de aranjamentul spatial al sarcinilor care genereaza campul. Liniile equipotentiale sunt intotdeauna perpendiculare pe liniile de camp electric.

Pentru a masura potentialul intre placile capacitorului se foloseste o sursa de flacara. In tubul metalic al sondei de flacara, un gaz inflamabil curge catre varf si arde acolo cu o mica flacara. Datorita flacarii de la varf, va curge o curent de ionizare pana cand se atinge potentialul ambiental. Tensiunea rezultata este transmisa prin cablul de conexiune catre panoul de masurare a tensiunii de pe aparatul de masurare a campului electric si este masurata acolo.

Daca sursa de flacara este mutata in paralel cu placile capacitorului, suprafetele equipotentiale intre placi sunt determinate. Daca sursa de flacara este mutata perpendicular pe placi, campul electric poate fi determinat din schimbarile de potential. In experiment, potentialul este determinat initial in paralel cu placile capacitorului prin deplasarea treptata a sursei de flacara la distanta dorita, iar la fiecare pas se masoara tensiunea rezultata U. Apoi, sursa de flacara este deplasata treptat perpendicular pe placi si din nou tensiunea U este masurata pentru fiecare pas. Valorile tensiunii sunt reprezentate grafic in functie de locatia lor x. Panta liniei drepte care se potriveste cu valorile masurate corespunde direct intensitatii campului electric E in capacitorul cu placi. Valoarea determinata din potrivirea unei linii drepte cu valorile masurate este comparata cu valoarea calculata folosind formula E=Uc/d din tensiunea aplicata UC si distanta d dintre placi.