Способ определения напряженности электрического поля

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к определению усредненного значения напряженности электрического поля, воздействующего на тело, и позволяет повысить точность определения напряженности электрического поля. Способ состоит в измерении значения электрической емкости между электродами 1 и 2 полеобразующей системы до и после установки тела 4 в межэлектродный зазор. Определяют разницу в измеренных значениях емкостей, после чего неоднократно пропорциональным образом m раз уменьшают ранее определенные соотношения до тех пор, пока в пределах точности измерений не будет выполнено условия С , d, , где d - текущее значение величины межэлектродного зазора С - разница измеренных значений электрической емкости до и после установки тела в межэлектродный зазор. Величину напряженности электрического поля определяют из соотношения , приведенного в тексте описания. 2 ил. to (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5д 4 G 01 R 29/12 28/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф(„".л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / Н ABTGPCHOMV СВйДЕтеЛьСТВУ (21) 4115744/24-21 (22) 12.09.86 (46) 23.06.88. Бюл. ¹ 23 (72) А.А.Соколов и Ю.А.Пивоваров (53) 621.317.3 (088.8) (56) Соколов А.А. О метрологическом обеспечении измерений напряженности импульсных электрических и магнитных полей: Сб.: Вопросы изучения и измерения нестационарных электромагнитных полей. Научные труды ВНИИФТРИ.

M. Изд-во стандартов, 1980, с. 41.

Бузиков В. С. и др. Калибровка малых бипольных антенн в поле плоского конденсатора. Сб.: Исследование в области радиотехнических измерений.

Труды институтов Комитета стандартов:

Вып. 81 (141). М.: Изд-во стандартов, 1966, с. 49-53. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к определению

„„SU„„3484982 Д 1 усредненного значения напряженности электрического поля, воздействующего на тело, и позволяет повысить точ- ° ность определения напряженности электрического поля. Способ состоит в измерении значения электрической емкости между электродами 1 и 2 полеобразующей системы до н после установки тела 4 в межэлектродный зазор.

Определяют разницу в измеренных значениях емкостей, после чего неоднократно пропорциональным образом m раз уменьшают ранее определенные соотношения до тех пор, пока н пределах точности измерений не будет выполнено условия С d m = С, d, где d текущее значение величины межэлектродного зазора, С вЂ” разница измеренных значений электрической емкости до и после установки тела в межэлектродный зазор. Величину напряженности электрического поля определяют из соотношения, приведенного в тексте описания. 2 ил.

1404982

По сле э то го m p as ступенчато ,пичивают межэлектродный зазор 3 повторяя каждый раз операции по делению значений С,„до тех пор, не будет выполнено условие увеd п опре- 50 пока

С и = С, й2, (1) где m — номер повторного определения емкости С.и величины установ-. ленного зазора 3 d и поправку hE определяют из соотношения

Изобретение относится к электрическим измерениям в части определения усредненного значения напряженности постоянного ипи переменного электрическоro поля, воздействующего на тело, расположенное в электрическом поле межэлектродного зазора плоского конденсатора и может быть использовано для измерения и испыта- 10 ний в области электромагнитной совместимости.

Цель изобретения — повышение точности за счет уменьшения влияния тела на результаты измерения, а также 15 расширение области применения за счет обеспечения возможности определения напряженности электрического поля, воздействующего на тело произвольной формы. 20

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа, тело расположено между электродами ппоского кон» денсатора и имеет сферическую форму, на фиг. 2 — то же, когда тело распо ложено на одном из электродов и имеет полусферическую форму.

Устройство для реализации способа содержит два плоскопараллельных электрода 1 и 2, в межэлектродный 30 зазор 3 между которыми помещено тело

4 произвольной формы. На время измерения величины межэлектродной емкости к электродам 1 и 2 подключают измеритель 5 емкости.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют расстояние d, между: электродами 1 и 2 плоского конденсатора с помощью измерителя 5 емкости, определяют значение межэлектродной

1 емкости С, устанавливают тело 4 в межэлект родный зазор 3, измеряют зн aIf чение межэлектродной емкости С с установленным телом 4, далее вычис-й ( ляют соотношение С = С вЂ” С

U dÐС, дЕ = (— о — 1) 2d, d2С„„ (2) а истинное значение напряженности поля в межэлектродном зазоре 3 определяют по формуле

Е = — +5E о (3) При подаче напряжения на электроI и ды 1 и 2 емкости С и С, получают равные заряды q, что обусловлено протеканием через них тока одной величины, По определению заряд

CU = CEd (5)

I lf

Зарядам q в емкостях С и С, соответствуют заряды +q и -q, наведенные на противоположных участках тела 4, внесенного в межэлектродный зазор 3 ппоского конденсатора. Тело 4 поляризуется.

Вследствие зеркальных изображений поляризованного тела 4 в электродах

1 и 2 возникает дополнительное поле (искомая поправка при определении значений напряженности). Основным членом в мультипольном разложении поля Е является дипольный момент поляризованного тела 4. С увеличением d и при сохранении условия

U — = const hE уменьшается пропорциоd

-Ъ нально dÃ, при d много большим, чем размер тела 4, полем Ь Е можно пренебречь.

Заряд q индуцированный полем Е, на поверхности тела 4 распределяется таким образом, чтобы скомпенсировать до нуля внешнее поле E внутри тела.

В соответствии с законом Кулона компенсирующее поле Е пропорционально заряду q и из условия компенсации равно и направлено противоположно внешнему полю Е.

Приведенное соотношение (2) получено следующим образом.

Тело 4 произвольной формы, внесенное в межэлектродный зазор 3, увеличивает емкость между электродами 1 и 2 на величину С (в случае, изображенном на фиг. 1, добавочная емкость

С может рассматриваться как резульI If тат соединения емкостей С и С, между телом 4 и электродами 1 и 2): (II о (4)

С + С" о о

1404982 личину межэлектродного зазора плоского конденсатора и в электрическое поле этого зазора помещают тело, а величину напряженности определяют по

U соотношению Е = —, где U - величина

6 напряжения, приложенная к электродам плоско го кондея са тора, d — исходи ая

1р величина межэлектродного зазора плоского конденсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, измеряют значение электричес15 кой емкости между электродами до и после установки тела в межэлектродный зазор, после чего ш раз ступенчато увеличивают межэлектродный зазор и повторяют измерение значения элект20 рической емкости между электродами до тех пор, пока не будет выполнено условие (6),12

С = К.— ш М d2 о

С С12 = С,йг

25 где С вЂ” разница измеренных значений электрической емкости до и после установки тела в межэлектродный зазор

d — текущее значение величины

30 межэлектродного зазора, m — номер измерения, а истинную величину напряженности электрического поля определяют из выражения р о т г (8) Е„„= Е+ Е, 35

ЬЕ = — (—,— 1), U аьс

2dî d2 См

Способ определения напряженности электрического поля, заключающийся в том, что устанавливают исходную ве- 0

Если бы при исходных значениях параметра da отсутствовал эффект приращения дЕ из-за зеркального изображения поляризованного тела 4 в электродах 1 и 2, то значение, С было бы пропорционально где К вЂ” коэффициент, учитывающий поляризуемость тела.

Это значило бы, что наведенные заdq ряды 1 и токи I = — соответствуют

dt размещению тела 4 в свободном пространстве с напряженностью поля Е.

Однако из-за влияния электродов 1 и

2 поправка h E увеличивает исходное поле Е. На поверхности тела 4 появляется дополнительный заряд Lq который при заданном значении Е = U/d соответствует увеличению емкости на величину hC

Так как параметры Е и q, а также и ДС зависимы, то Е gq dC Со йг — — — — 1

Е q С Смй

Откуда следует искомое равенство (2) .

Формула изобретения где дЕ - поправка;

С вЂ” исходное значение С. о

1404982

Составитель В.Полешенко

Техред М.Дидык Корректор О.Кравцова

Редактор Н.Бобкова

Заказ 3100/50

Тираж 772 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная,