np. wodę mineralną projekt uczniowski (D). I LO im. Stefana Żeromskiego w Lęborku 27 maja 2012
Przepływ prądu przez elekrolit Konstrukcja zestawu doświadczalnego butelka mineralnej wody niegazowanej(elekrolit) źródło napięcia prądu stałego 9V lub dwie bateryjki 4, 5V woltomierz analogowy lub cyfrowy aluminiowe elektrody o różnych kształtach ( 2 okrągłe, 2 liniowe, 1 punktowa ) przewody połączeniowe talerz z przymocowaną linijką do jego dna (skala do odczytu odległości - odległość χ mierzymy od elektrody dodatniej) Cel badania Badanie przestrzennego rozkładu potencjału tzn. zależności potencjału od odległości od elektrody dodatniej przy założeniu,że potencjał elektrody ujemnej przyjmujemy jako zerowy - potencjał odniesienia
Elektrody wzajemnie równoległe Instrukcja dla ucznia 1 Rozłożyć na talerzu dwie liniowe elektrody, aby jedna z nich była równoległa do drugiej. 2 Zalać wodą mineralną (elekrolitem) w taki sposób, aby elektrody znajdowały się zanurzone całkowicie w elektrolicie. 3 Zbadać zależność potencjału od odległości od elektrody dodatniej w obszarze miedzy elektrodami i sporządzić wykres tej zależności. 4 Wykorzystując otrzymane dane znaleźć skoki potencjałów na dodatniej i ujemnej elektrodzie odpowiednio ϕ + i ϕ. 5 Pomiary powtórzyć dla różnych odległości pomiędzy elektrodami płaskimi i wyciągnąć wnioski.
Elektrody okrągłe Instrukcja dla ucznia 1 Umieścić w talerzu elektrodę okrągłą i w jej centrum umieścić sondę dołączoną do potencjału dodatniego. 2 Zbadać zależność potencjału od odległości od sondy (elektrody centralnej) i narysować wykres tej zależności. 3 Wykazać,że rozkład potencjału przy radialnym rozkładzie pola elektrycznego wyraża się za pomocą wzoru: ϕ(r) = A + B ln r r 0 4 Znaleźć wartość stałych A, B wiedząc, że r 0 - to efektywny promień elektrody centralnej. Można w tym celu wykorzystać dane z pierwszego eksperymentu. 5 Na podstawie pomiarów sprawdzić słuszność wzoru z punktu 3. 6 Znaleźć efektywny promień elektrody r 0.
Dwie elektrody punktowe Instrukcja dla ucznia 1 Zbadać rozkład potencjału wzdłuż prostej łączącej obie elektrody i sporządzić wykres tej zależności. 2 Wykazać, że w tym przypadku rozkład potencjału dany jest przez wyrażenie ϕ(r) = A + B ln( l r ) r l - odległośc między elektrodami r - odległość od dodatniej elektrody 3 Znaleźć wartości współczynników A i B. 4 Na podstawie przeprowadzonych pomiarów stwierdzić słuszność formuły z ramki.
Takich rzeczy potrzebujemy w doświadczeniu
A tak wygląda zestaw pomiarowy z elektrodami
Przykładowe wyniki dla dwóch odległości l
Przedstawienie graficzne zebranych danych Wniosek Potencjał maleje liniowo wraz z odległością od elektrody dodatniej
Przykładowe wyniki dla elektrody okrągłej Wniosek Potencjał maleje ale nie liniowo wraz z odległością od elektrody dodatniej
Przykładowe wyniki po linearyzacji Wniosek Potencjał maleje w tej skali liniowo wraz z odległością od elektrody dodatniej
Przykładowe wyniki po linearyzacji
Wyniki pomiarów dla elektrod punktowych
Wyniki pomiarów dla elektrod punktowych z = ln l r r
Teoria, a eksperyment dla ϕ(r)