ELEKTRIČNA KAPLJICA

Uvodna stran Teorija Potek dela Rezultati Zaključek Viri

REZULTATI
Najprej smo preverili, da sta plošča in merilo pod pravim kotom glede na gladino vode, ter izračunali, v kakšnem razmerju sta merilo in merilo na sliki. Dobili smo, da sta v razmerju 10:9.



Graf predstavlja primerjavo pričakovanega in izmerjenenega premika za napetosti 15 in 20kV glede na referenčni premik 2 +-0,5 cm pri napetosti 10kV:



Iz grafa je razvidno, da izmerjeni vodoravni premik z napetostjo sicer narašča hitreje kot linearno a hkrati tudi počasneje kot kvadratno. V našem primeru ko naj bi z napetostjo izvira premo sorazmerno naraščal tako naboj na plošči, kot tudi na kapljici, bi zaradi produkta E*e pričakovali kvadratno odvisnost vodoravnega premika z napetostjo VNI-ja, meritve pa kažejo precej manjše premike kot jih kaže kvadratna zveza, kar pomeni, da naboj deloma na plošči in deloma na kapljici ni naraščal premo sorazmerno z napetostjo izvira (VNI), torej je prihajalo ali do več kot znatnih izgub v okolico ali pa do nehomogene porazdelitve naboja po plošči oziroma na usmerjevalniku s kapljico, saj se iz leta kapljice vidi da je porazdelitev naboja po plošči res homogena.

Sledeča tabela predstavlja primer merjenja vodoravnih premikov na spodnjih slikah (let kapljice 1, let kapljice 2 in let kapljice 3):

Napetost 10kV 15kV 20kV
Zg. odmik[cm] 1.4 1.4 1.4
Sp. odmik [cm] 3 2.4 3.4
Vodoravni premik [cm] 1.6 1 2
Dolžina padanja[cm] 45 45 45

PADANJE KAPLJICE PRI NAPETOSTI 10kV:

 Na spodnjih slikah, na osi d(cm), je predstavljen vodoravni premik, ki ga dobimo tako, da odštejemo spodnji odmik od zgornjega.

Slika: let kapljice 1

PADANJE KAPLJICE PRI NAPETOSTI 15kV:

Slika: let kapljice 2

PADANJE KAPLJICE PRI NAPETOSTI 20kV:

Slika: let kapljice 3


Na slikah je lepo razvidno, da se kapljica odmika od plošče kondenzatorja po premici. Torej če zanemarimo upor zraka za majhne hitrosti kapljice ter predpostavimo, da se na majhni višinski razliki gravitacijski pospešek ne spreminja, mora biti tudi pospešek, ki ga povzroči električna sila, enakomeren. Do tega pridemo iz zveze, ki sledi iz tega da kapljica pada po premici (ter ker vemo, da je začetna hitrost ter začetni premik enak 0):
,
pri tem je a(t) pospešek v odvisnosti od časa v vodoravni smeri, g gravitacijski pospešek, h1 in h2 poljubna navpična premika , s1 ter s2 vodoravna premika ki pripadata navpičnima premikoma h1 in h2. Iz tega sledi, da se tudi sila, s katero električno polje deluje na kapljico, ne spreminja tako s hitrostjo kot tudi ne z oddaljenostjo kapljice od plošče. Saj je F=m*a, pospešek pa je konstanten, kar pri nespreminjajoči masi pomeni da je tudi sila konstantna. Če vstavimo nekaj vrednosti za s in h iz naših poskusov, lahko izračunamo pospešek v smeri vodoravnega premika.

Pospešek a pri 10kV je tako enak: 0,44+-0,1 m/s2
Pospešek a pri 15kV je tako enak: 0,55+-0,1 m/s2
Pospešek a pri 20kV je tako enak: 0,92+-0,1 m/s2







Zadnjič posodobljeno: 5.9.2011