ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ

 

 

Министерство образования и науки РФ

Кузнецкий институт информационных и управленческих технологий

Филиал ПГУ

Кафедра ЕН и ТД

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

По дисциплине

«Информатика»

 

Выполнил: студент гр. 10кр1

Шиняев Н.Н.

Принял: ст.преподователь

Кафедры ЕН и ТД

Мордвинкина М. В.

 

 

Лабораторная работа №7

Подпрограммы

Цель работы: Получить навыки разработки программ с использованием процедур и функций.

Задание:Написать блок-схему и составить программу с использованием подпрограмм для решения задачи о двумерном массиве лабораторной работы №4.

 

 

Приложение Ж (продолжение)

Блок схемы программы №6

Приложение Ж (продолжение)

Листинг программы №6

Program lab4;

uses crt;

Var MAM:array[1..5,1..4] of integer;

Sum:array[1..4] of integer;

m,k,i,j,jmin:integer;

Min:longint;

procedure vvod;

Begin { clrscr;}

writeln ('‚Введите число строк и столбцов');

readln(m,k);

writeln ('‚Введите элементы матрицы');

for i:=1 to m do begin

for j:=1 to k do

read (MAM[i,j]); end; end;

procedure vivod;

writeln (' Элементы заполненной матрицы');

for i:=1 to m do

begin

for j:=1 to k do

write(MAM[i,j]);

writeln;

end; end;

procedure summa;

writeln(' Сумма отрицательных элементов в каждом столбце ');

write (' Номера столбцов ');

for j:=1 to k do

write(j,' ');writeln;

write(' Сумма отрицательных элементов в столбце: ');

for j:=1 to k do

begin

Sum[j]:=0;

for i:=1 to m do begin

If MAM[i,j]<0 then

Sum[j]:=Sum[j]+MAM[i,j]; end;

write (Sum[j],'');

end;writeln;

Min:=Sum[j];jmin:=j;

for j:=1 to k do

if Sum[j] <> Min then

begin

Min:=Sum[j];jmin:=j;

end;

writeln (' Минимальная сумма =',Min,' в столбце',jmin);

end;

Begin

clrscr;

vvod;

vivod;

summa;

readkey; end.

Приложение Ж (продолжение)

Результат тестирования программы№4(2)

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ПОЛЕ ТОЧЕЧНЫХ ЗАРЯДОВ

Ознакомьтесь с конспектом лекций и учебником (Савельев, т.2, §5-10). Запустите программу. Выберите «Электричество и магнетизм» и «Взаимодействие электрических зарядов». Нажмите вверху внутреннего окна кнопку с изображением страницы. Прочитайте краткие теоретические сведения. Необходимое запишите в свой конспект. (Если вы забыли, как работать с системой компьютерного моделирования, прочитайте ВВЕДЕНИЕ стр.5 еще раз).

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

* Знакомство с моделированием электрического поля от точечных источников.

* Экспериментальное подтверждение закономерностей для электрического поля точечного заряда и электрического диполя (ЭД).

* Экспериментальное определение величины электрической постоянной.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

электрическим полем (ЭП) называется то, что существует в области пространства, в которой на электрически заряженную частицу действует сила, называемая электрической (кулоновской).

Источником ЭП являются электрически заряженные частицы.

ЗАРЯДОМ (электрическим) называется особая характеристика объекта, определяющая его способность создавать ЭП и взаимодействовать с ЭП. Часто «зарядом» называют заряженную частицу, а «точечным зарядом» - материальную точку, имеющую электрический заряд.

Основные свойства электрического заряда:

1. Заряд инвариантен – его величина одинакова при измерении в любой инерциальной системе отсчета.

2. Заряд сохраняется – суммарный заряд изолированной системы тел не изменяется.

3. Заряд аддитивен – заряд системы тел равен сумме зарядов отдельных тел.

4. Заряд дискретен – заряд любого тела по величине кратен минимальному заряду, который обозначается символом е и равен 1.6 10^-19 Кл.

5. Существуют заряды двух разных «сортов». Заряды одного «сорта» названы положительными, а другого «сорта» - отрицательными. Одноименные заряды отталкиваются, а разноименные - притягиваются.

Если вблизи одной заряженной частицы (заряда Q₁), расположенной в начале координат, будет находиться вторая заряженная частица (заряд Q₂), то на второй заряд будет действовать электрическая (кулоновская) , определяемая законом Кулона: где - радиус-вектор точки наблюдения, - единичный радиус-вектор, направленный в точку наблюдения, e₀ - электрическая постоянная, e - диэлектрическая проницаемость среды (в вакууме e = 1).

НАПРЯЖЕННОСТЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ - характеристика силового действия ЭП на заряд. Напряженность ЭП, создаваемого зарядом Q₁ , есть векторная величина, обозначаемая символом (Q₁) и определяемая соотношением , где - сила, действующая на заряд Q₂.

линиЯ эП - линия, в любой точке которой вектор напряженности ЭП направлен по касательной к ней.

ЭП подчиняется принципу суперпозиции: напряженность ЭП нескольких источников является суммой векторов напряженности поля, создаваемого независимо каждым источником .

ПОТОКОМ ЭП называется интеграл по некоторой поверхности S от скалярного произведения напряженности ЭП на элемент поверхности: , где вектор направлен по нормали к поверхности.

Закон ГАУССА для ЭП: поток ЭП через замкнутую поверхность S₀ пропорционален суммарному заряду, расположенному внутри объема, ограниченного поверхностью интегрирования потока V(S₀):

.

Линии напряженности электрического поля точечного заряда представляют собой прямые линии, идущие от заряда (положительного) или к заряду.

ПОТЕНЦИАЛОМ данной точки ЭП называется скалярная характеристика ЭП, численно равная работе сил поля по перемещению единичного положительного заряда из данной точки в другую фиксированную точку ₀, в которой потенциал принят за 0 (например, в бесконечность): .

Уравнение, выражающее напряженность через потенциал: ,

где оператор градиента grad = .

ДИПОЛЬ есть два одинаковых по величине, но противоположных по знаку точечных зарядов Q, расположенных на расстоянии L (L — плечо диполя).

ДИПОЛЬНЫЙ (электрический) момент есть произведение . Вектор направлен от отрицательного к положительному заряду.

Напряженность ЭП диполя вычисляется с использованием принципа суперпозиции для ЭП.

 

 

q₁>0

r₁₂ q₂>0

L b

b

q₃ <0

Как видно из рисунка, , а для суммарной силы получим .

На линии, проходящей через центр диполя, перпендикулярно электрическому моменту, и на большом расстоянии r от его центра:

.

 

МЕТОДИКА и ПОРЯДОК ИЗМЕРЕНИЙ

Закройте окно теории. Рассмотрите внимательно рисунок и зарисуйте необходимое в конспект:

 

 

ТАБЛИЦА 1. результаты измерений (9 столбцов)	ТАБЛИЦА 2. Значения величины заряда q1 /10-8 Кл(не перерисовывать)
	r (см) =			...			Бригады
	1/r2, м-2						1 и 5
	E1, В/м						2 и 6
	E2, В/м						3 и 7	-4	-5	-7	-9
	E3, В/м					4 и 8	-4	-6	-8	-10
	E4, В/м

Подготовьте таблицу 1, используя образец. Подготовьте также таблицы 3 и 4, аналогичные табл.1, за исключением второй строчки, содержание которой см. в следующем разделе.