Міністерство освіти та науки України Державний університет "Львівська політехніка" Лабораторна робота № 2 з дисципліни "Електродинаміка" на тему: "Дослідження плоско-паралельного електростатичного поля на моделі з провідним папером" Львів – 2002 Мета: визначити параметри смужкової лінії на основі моделювання електростатичного поля в її перерізі. Вміти користуватися моделями з провідним папером, знати умови подібності полів і графоаналітичний метод розрахунку погонної ємності. Схема вимірювання розподілу еквіпотенціальних ліній:
Вузли схеми: Генератор низьких частот (100-1000 Гц) з вихідною напругою порядку 5 В. Вимірювання напруги здійснюється вольтметром в схемі генератора. Магазин опорів, які з’єднані за схемою подільника напруги. Сумарний опір подільника R = R1 + R2 приймається в межах 3-10 кОм. Низькочастотний осцилоскоп – ввімкнений як індикатор рівноваги чотири плечової мостової схеми. Затискач низького потенціалу (корпус) осцилоскопа під’єднується до середньої точки подільника напруги, затискач високого потенціалу – до пересувного по поверхні паперу щупа. Макет моделі досліджуваної смужкової лінії. Вимірювання розподілу еквіпотенціальних ліній: Табл. 1. Побудова розподілу еквіпотенціальних ліній по точках (з кроком 10 мм). № лінії l2, мм  1 0.4 1.5 1.8 1.9 2.0 2.2 2.3 3.0 3.2  2 1.0 2.9 3.4 3.8 4.0 4.2 4.4 4.5 4.6  3 2.4 3.5 4.2 4.5 4.7 5.0 5.2 5.5 5.7  
де лінія 1 – знята при опорах R1 = 6 кОм, R2 = 3 кОм; 2 – R1 = R2 = 3 кОм; 3 – R1 = 3 кОм, R2 = 5.5 кОм. В результаті маємо n = 3, m = 18. Наближений розрахунок параметрів смужкової лінії: 1. Погонна ємність смужкової лінії: Для ε = 1:
= 3.98·10-11 Ф/м Для ε = 2.5: С1 = 9.96·10-11 Ф/м 2. Хвильовий опір смужкової лінії: 2.1. Для ε = 1:
= 83.78 Ом 2.2. Для ε = 2.5: zc = 52.95 Ом 3. Фазова швидкість в смужковій лінії: 3.1. Для ε = 1: υ = с = 3·108 м/с 2.2. Для ε = 2.5:
= 1.89·108 м/с 4. Для оцінки точності графоаналітичного методу розраховуємо хвильовий опір симетричної смужкової лінії за формулою:
, оскільки B/D = 2.14 > 2 zст = 74.24 Ом 5. Похибка визначення хвильового опору: 5.1. Для ε = 1:
= 12.85% 5.2. Для ε = 2.5:
28.68% Табл. 2. Параметри смужкової лінії. С1, Ф/м zc, Ом zcт, Ом Δzc/zc, % υ, м/с  ε = 1 3.98·10-11 83.78 74.24 12.85 3·108  ε = 2.5 9.96·10-11 52.95  28.68 1.89·108