Masurarea potentialului in jurul unei sfere incarcate

Masurarea potentialului in jurul unei sfere incarcate

In experimentul Masurarea potentialului in jurul unei sfere incarcate, se investigheaza potentialul electric in jurul unei sfere incarcate electric. Suprafetele equipotentiale sunt alcatuite din invelisuri sferice concentrice in jurul sferei incarcate. Acestea sunt identificate prin masurarea potentialului electric in diferite pozitii, dar la distanta constanta fata de suprafata sferei. In plus, se determina dependenta variatiei potentialului electric fata de distanta pana la suprafata sferei si este folosita pentru a calcula intensitatea campului electric.

Obiectivele experimentului includ:

Masurarea potentialului la distante egale de la sfera: suprafete equipotentiale.

Masurarea potentialului ca functie a distantei de la suprafata sferei si determinarea intensitatii campului electric.

Principiile experimentului se bazeaza pe sectiunea bidimensionala prin intermediul unui camp electric, unde punctele de potential egal formeaza o linie. Cursul acestor linii equipotentiale, la fel ca si liniile de camp, este determinat de aranjamentul spatial al sarcinilor care genereaza campul. Liniile equipotentiale sunt intotdeauna perpendiculare pe liniile de camp electric.

In experiment, potentialul in jurul unei sfere incarcate electric este investigat. Liniile equipotentiale stau, vazute tridimensional, pe suprafete sferice si vazute bidimensional in jurul sferei sub forma de cercuri. Pentru masurarea potentialului in jurul sferei se foloseste o sursa de flacara. In tubul metalic al acesteia curge un gaz inflamabil catre varf, iar acolo arde cu o mica flacara. Datorita flacarii de la varf, va curge un 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.

In acest experiment, potentialul in jurul sferei este determinat initial prin mutarea treptata a sursei de flacara la distanta dorita d in jurul sferei si la fiecare pas tensiunea U este masurata. Apoi, sursa de flacara este deplasata treptat radial departe de suprafata sferei si din nou tensiunea U este masurata pentru fiecare pas. Valorile tensiunii sunt reprezentate grafic in functie de distanta lor fata de centrul sferei r. In plus, se verifica functia U ~ 1/r prin reprezentarea valorilor tensiunii in functie de 1/r si ajustarea unei linii drepte la aceste valori.