静电场描绘实验仪
QSCE--2 2 型静电场描绘 实验仪 技 术 说 明 书 浙江求是科教设备有限公司
一、实验原理：
在这一些电子器件和设备中，有时需知道其中的电场分布，一般都通过实验的方法来确定。直接测量电场也有很大困难。所以实验时常来用一种物理实验的方法－模拟法。即仿造一个电场（模拟场时）与原电场完全一样。当用探针去测模拟场时，也不受干扰。因此可以间接地测出被模拟的电场中各点的电位。连接各等电位点作出等位面。根据电力线与等位面的垂直关系。描绘出电力线，即可形象地了解电场情况。加深对电场强度、电位和电位差概念的理解。
１、两点电荷的电场 由图 1-a 所示，两点电荷 A、B 各带等量异号电荷，其上分别为＋Ｖ和－Ｖ。电子对称性。等电位面也是对称分布的，电场分布图见图书 1-b。
（a）(b)图１ 做实验时，是以导电率很低的自来水，填充在两极间。若在两电极上加一定的电压，就可以测出自来水中两点电荷的电场分布。与长平行导线的电场分布相同。
２、点电荷的电场分布 由图 2-a 所示，园环Ｂ的中心放一点电荷Ａ，分别加-V 和+V，由于对称性，等位面都是同心园，电场分布在取走园环Ｂ之后的图形，见图 2-b。
（a）(b)图２ 同轴柱面（电缆线）的电场分布 同轴电缆如图３所示，内筒半径为 a，称 a 筒。外筒内半径为 b,称 b筒。设内筒和外筒单位长度上带电量分别为＋r 和-r，电位分别为 V a 和 V b ,则两筒之间的电场强度为 Ｅ＝ rr2 两筒之间的电位差
V a-V b =abnlrdrrrabdrab 2 2 将外筒接地即 V b ＝０,则 V a =abnlr 2(1)两筒之间任一点，高轴为 r 处的电位为 V r，有 V a-V r =rdr rraEdrra 2 =arLnr 2 交(1)代入式得 Ｖ r =V a(1-abLnarLn)(2)上式就是两筒各带电量±r 的电位分布。
图３ 若用自来水和电报模拟电场，其装置如图 ２－a 所示。设自来水深度为 h 电阴率为Ｐ，则任一半径为 r 的圆周到半径为(r+ar)圆周之间的电阻为：
dR=PrdrhPSdr 2 在两极之间自来水的电阻 R ab =abnhPrdrbahPRdba12 2 (3)两极之间的总电流为 I=abnPhaVabRaVabRbVaV12 (4)在电极 a 和半径为 r 圆周之间电位差为 arIRrVaV (5)将 I 和 R ar 分别用(4)式和(5)式的结果代入得 aVaV rV )1(abLnarLnaVabLnabLn(6)(5)式和(2)式相同，这就证明了可以用直流电场来模拟静电场，其电位分布是相同的，同时由(6)式可以看出，由于abnL aV都是常数所以rV是 r 的函数，即等位线都是同心圆。
二、实验电路图 用电压表（高阻）测绘等位点 按照图４连成分压电路。Ｖ表可用 GB-9B 型电子管繁用表的 10V 档，Ｅ可取 12V,1A 的交流电源。经Ｒ滑线变阻器分压 为实验所需要的两电荷之间的电压值。再 测绘出各电位的等位点。
Ｒ改为 8～10 只电阻的电压等分器，Ｖ为 示波器，同样测出不同电位的等位点。
三、实验项目 １、两点电荷的电场分布使用 QSCE-2 型电 场描绘装置，参考图４进行实验。
２、点电荷的电场描绘装置，参考图４进行试验，既可定性描绘，也可定量计算。
３、平行板的电场分布（电容器）使用 QSCE-2 型电场描绘装置，在平行板电极内为均匀电场，平行板的两端部分和外部的电场也可测绘。
示波管的聚焦电场分布 使用 QSCE-2 型电场描绘装置可了解静电透镜的聚焦作用。加深对阴极射线示波器的理解。
使用 QSCE-2 电场描绘仪和静场描绘仪专用电源。
四、技术范围 适用电源 交流 12V、1A 自来水 20mm 深 外形尺寸 340ⅹ170ⅹ150mm3 仪器重量 2.5kg 工作条件 常温常压 五、仪器特点 １、采有双层水槽工结构，自来水导电均匀，节省实验经费。
２、仪器直观性强、调整方便。
３、控针经过特殊加工，实验效果更佳。
六、仪器成套性 １、QSCE-2 型电场描绘仪 1 台 ２、控针 1 个 ３、技术说明书 1 份 ４、产品合格证书 1 份 ５、其它形状电极 另购 静电场描绘电源使用说明 该电源专供我厂生产的水槽式电场描绘仪用，可提供 12V 连续可调的交流电压，拨动转换开关 K 2 即可检测。
仪器电路图如下：Ｖ采有交流 15V 电压表，E 交流变压器提供的交流电压，经可调电位器分压为实验所需要的两电荷之间电压值，再测绘出各电位的等位点。
仪器特点：
１、该电源具有短路保护，分别具有电压探测和显示功能。
２、直观性强，操作方便。
