Способ определения напряженности электрического поля

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 29 12 28/ И ЕТЕ ОП ИЕ МУ СВ ЖЕННОСТИ элект оению ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ(56) Соколов А.А. 0 метрологическомобеспечении измерений напряженностиимпульсных электрических и магнитныхполей: Сб.: Вопросы изучения и измерения нестационарных электромагнитных полей. Научные труды ВНИИФТРИ,М.: Изд-во стандартов, 1980, с. 41.Бузиков В.С, и др. Калибровкамалых бипольных антенн в поле плоскогоконденсатора. Сб.: Исследование в области радиотехнических измерений,Труды институтов Комитета стандартов:Вып. 81 (141). М.: Изд-во стандартов,1966, с. 49-53,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ НАПЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ,8014 О 49 средненного значения напряженностилектрического поля, во здейств ующе гоа тело, и позволяет повысить точ-ность определения напряженностиэлектрического поля. Способ состоитв измерении значения электрическойемкости 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 ш разуменьшают ранее определенные соотношения до тех пор, пока н пределахточности измерений не будет выполнено условия С о га = С , й , где йтекущее значение величины межэлектродного зазора, С - разница измеренных значений электрической емкостидо и после установки тела в межэлектродный зазор, Величину напряженностиэлектрического поля определяют из соотношения, приведенного в текстеописания. 2 ил.После этого ш раз ступенчато ,пичивают межэлектродный зазор 3 повторяя каждый раз операции по делению значений С, до тех пор, не будет выполнено условие увес 1 (пф апре пока С сР = С,сР, (1) Где ш - номер повторнОГО Определения 55емкости С.и величины установ-.ленного зазора 3 с 1, и поправку ЬЕ определяот из соотно- шения Изобретение относится к электрическим измерениям в части определения усредненного значения напряженности постоянного ипи переменного электрического поля, воздействующего на тело, расположенное в электрическом поле межэлектродного зазора плоского конденсатора и может быть использовано для измерения и испыта 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. 20На фиг, 1 изображено устройство для реализации способа, тело расположено между электродами ппоского конденсатора 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.35Способ осуществляют следующим образом.Измеряют расстояние Й, между: электродами 1 и 2 плоского конденсато. ра с помощью измерителя 5 емкости, определяют значение межэлектродной1емкости С, устанавливают тело 4 в межэлект родный зазор 3, измеряют зн аН чение межэлектродной емкости С с установленным телом 4, далее вычис- .ляют соотношение С = С - С(2) а истинное значение напряженности поля в межэлектродном зазоре 3 определяют по формуле Б Е = - +ЬЕ со(3) При подаче напряжения на электроды 1 и 2 емкости С и С, получают равные заряды с 1, что обусловлено протеканием через них тока одной величиныеПо определению заряд СП = СЕй (5)Зарядам Ч в емкостях С и С, соответствуот заряды +с 1 и -с 1, наведенныена противоположных участках тела 4,внесенного в межэлектродный зазор 3ппоского конденсатора. Тело 4 поляризуется,Вследствие зеркальных изображенийполяризованного тела 4 в электродах1 и 2 возникает дополнительное поле(искомая поправка при определениизначений напряженности). Основнымчленом в мультипольном разложенииполя Ь Е является дипольный моментполяризованного тела 4. С увеличением с 1 и при сохранении условияП- = сопзС ЬЕ уменьшается пропорциоЙ-5нально сГ, при Й много большим,чем размер тела 4, полем ЬЕ можнопренебречь,Заряд с 1, индуцированный полем Е,на поверхности тела 4 распределяетсятаким образом, чтобы скомпенсироватьдо нуля внешнее поле Е внутри тела.В соответствии с законом Кулона компенсирующее поле Е пропорциональнозаряду с 1 и из условия компенсацииравно и направлено противоположновнешнему 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 резуль тат соединения емкостей С и С, между телом 4 и электродами 1 и 2):1404982 личину межэлектродного зазора плоского конденсатора и в электрическое поле этого зазора помещают тело, а величину напряженности определяют по 5Юсоотношению Е = - , где У " величина напряжения, приложенная к электродам плоского конденсатора, Й - исходная 10 величина межэлектродного зазора плоского конденсатора, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности и расширения области применения, измеряют значение электричес кой емкости между электродами до ипосле установки тела в межэлектродный зазор, после чего ш раз ступенчато увеличивают межэлектродный зазор и повторяют измерение значения элект" 20 рической емкости между электродамидо тех пор, пока не будет выполнено условиеС с 12 = С,й 225 где С - разница измеренных значенийэлектрической емкости до ипосле установки тела в межэлектродный зазоро - текущее значение величины30 межэлектродного зазора,ш - номер измерения,а истинную величину напряженностиэлектрического поля определяют из вы- ражения дЕ дц дС Сс 02 О-- О Е о С Смй 2Способ определения напряженностиэлектрического поля, заключающийсяв том, что устанавливают исходную ве Если бы при исходных значениях параметра й, отсутствовал эффект приращения дЕ из-за зеркального изображения поляризованного тела 4 в электродах 1 и 2, то значение, С было бы пропорционально где К - коэффициент, учитывающийполяризуемость тела.Это значило бы, что наведенные заЙЯряды с 1 и токи 1 = - соответствуют61размещению тела 4 в свободном пространстве с напряженностью поля Е. Однако из-за влияния электродов 1 и 2 поправка ЬЕ увеличивает исходное поле Е. На поверхности тела 4 появляется дополнительный заряд Ьп, который при заданном значении Е = БЙ соответствует увеличению емкости на величину ЬС.Так как параметры Е и о, а.такжеи дС зависимы, то Откуда следует искомое равенство (2). Формула изобретения где дЕ - поправка; С - исходное значение С, о,Бо едакт Заказ 3100/50ВНИИПИ Тираж 772Государственного коми лам изобретений и отк осква, Ж, Раушская Подписнота СССР п тиинаб., д. 4/5 твенно-полиграфическое предприятие,город, ул, Проек Составитель В.ПолешенкоТехред М.Дидык Корректор О,Кравцова