Опыты с электропроводящей бумагой : от конденсатора до диполя, от закона Ома до геологоразведки

Сорокина Елена, Хоменчук Мария,
ученицы 11 кл. ср. школы N88 г.Ярославля
Научные руководители - Тюрина Е.Н. - преподаватель физики,
Бойденко В.С., доцент ЯрГУ

Методы моделирования широко применяются в физике. В случае двумерных объектов электрические поля удобно моделировать с помощью электропроводящей бумаги, содержащей частицы графита или сажи.
Удельное поверхностное сопротивление или сопротивление на квадрат плоских объектов
где p - удельное объемное электросопротивление, h - толщина испытуемого слоя.
Для моделирования полей конденсаторов или диполей использовали электропроводящую бумагу, металлические электроды, источник переменного тока ПУ-42-6, милливольтметр ВЗ-38, провода и два цанговых карандаша в качестве зондов.
Определив на бумаге между электродами линии равного потенциала, строили линии напряженности, рассчитывали численные значения ее. В случае плоского конденсатора поле между его обкладками однородно. В случае диполя напряженность Е(х) меняется более, чем в 12 раз при изменении расстояния от точки измерения до середины длины диполя от 0 до 0.4 его длины.
Известно из практики измерений, что электрический ток проникает в землю на глубину от 1/5 до 1/3 расстояния между двумя стальными стержнями - электродами, к которым подводят напряжение. Меняя расстояние между этими стержнями и измеряя напряжение с помощью двух латунных стержней и вольтметра, можно исследовать электрические характеристики земных пород на разных глубинах.
В плоском случае также наблюдается "растекание" тока, и при расстояниях между щупами омметра 5, 10, 20 см электросопротивление соответственно соответственно 1.4 , 1.25 , и 0.55 кОм.
© ярославский областной Центр Дистанционного Обучения школьников, 1998