大學物理電磁學演示實驗實驗報告

避雷針常規(guī)防雷電可分為防直擊雷電、防感應雷電和綜合性防雷電。防直擊雷電的避雷裝置一般由三部分組成，即接閃器、引下線和接地體；接閃器又分為避雷針、避雷線、避雷帶、避雷網(wǎng)。以避雷針作為接閃器的防雷電原理是：避雷針通過導線接入地下，與地面形成等電位差，利用自身的高度，使電場強度增加到極限值的雷電云電場發(fā)生畸變，開始電離并下行先導放電；避雷針在強電場作用下產(chǎn)生尖端放電，形成向上先導放電；兩者會合形成雷電通路，隨之瀉入大地，達到避雷效果。實際上，避雷針是引雷針，可將周圍的雷電引來并提前放電，將雷電電流通過自身的接地導體傳向地面，避免保護對象直接遭雷擊。通俗的解釋就是：避雷針的作用像雨傘為人們遮雨一樣，覆蓋著它一定范圍內(nèi)的建筑設(shè)施，一旦有雷電進入到了這個傘狀的范圍，雷電就會被避雷針吸引過來，再通過本體泄人大地，從而使傘狀以下的建筑不被雷擊。避雷針之外還有避雷線，它是通過防護對象的制高點向另外制高點或地面接引金屬線的防雷電，它的防護作用等同于在弧垂上每一點都是一根等高的避雷針。后來發(fā)展了避雷帶，就是在屋頂四周的女兒墻或屋脊、屋檐上安裝金屬帶做接閃器來防雷電，即如你所說的那種。避雷帶的防護原理與避雷線一樣，由于它的接閃面積大，接閃設(shè)備附近空間電場強度相對比較強，更容易吸引雷電先導，使附近尤其比它低的物體受雷擊的幾率大大減少。再后來又發(fā)展了避雷網(wǎng)，分明網(wǎng)和暗網(wǎng)。明網(wǎng)是在避雷帶的中間加敷金屬線制成的網(wǎng)，然后通過截面積足夠大的金屬物與大地連接的防雷電，用以保護建筑物的中間部位。暗網(wǎng)則是利用建筑物鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋網(wǎng)進行雷電防護，只要每層樓的樓板內(nèi)的鋼筋與梁、柱、墻內(nèi)的鋼筋有可靠的電氣連接，并與層臺和地樁有良好的電氣連接，形成可靠的暗網(wǎng)，則這種方法要比其他防護設(shè)施更為有效。法國易敵雷擁有超過40年豐富防雷器生產(chǎn)和防雷工程經(jīng)驗和一支強大的由法國最著名大學和研究機構(gòu)組成的工程師隊伍，使INDELEC（"易敵雷"）防雷器成為雷電保護裝置的專家。不論在法國以至世界各地，PREVECTRON防雷器經(jīng)過數(shù)十年勢不可擋的成功，INDELEC（易敵雷）目前正全力推出其最新研究成果：PREVECTRON（第二代）避雷針。（以下稱PREVECTRON2）INDELEC避雷針是如何工作的當雷暴來臨時，所產(chǎn)生的能量是相當巨大的（每米達到幾千伏），PREVECTRON2早期預放電防雷器的空氣終端從自然界的電場中吸收能量，下端能量收集電極把電能量貯存在防雷器觸發(fā)裝置內(nèi)。每當閃電發(fā)生前，場強度會迅速增強，當防雷器貯存的能量達到某一水平，空氣終端便會把信息輸送往防雷器電觸發(fā)裝置，在空氣終端的尖端便會產(chǎn)生火花，并使尖端周圍的空氣離子化，形成尖端放電現(xiàn)象。INDELEC早期預放電避雷針原理在空氣終端的尖端的離子化可被表征為：控制離子的釋放：PREVECTRON2早期預放電防雷器的觸發(fā)裝置容許離子在極短的時間內(nèi)放電，防雷器觸發(fā)系統(tǒng)極度的準確性意味著離子可在極準確的時間被釋放，換句話說，在主閃電發(fā)生前的剎那間。CORONA效應的觸發(fā)：大量初始電子的存在，連同迅速增強的電場令自然的CORONA效應觸發(fā)時間減少。預期上引放電通道：PREVETRON2早期預放電避雷針被設(shè)計成從其尖端產(chǎn)生一預期上引放電通道，并早于那些鄰近高點產(chǎn)生，這就表示著PREVECTRON2早期預放電避雷針成為了在其保護范圍內(nèi)最有影響力的一點。在實驗室測量時，這個觸發(fā)時間的提前時間被定義為△T，代表了與單一棒比較起來，PREVECTRON2早期預放電避雷針空氣終端的有效性測量更理想。尖端電暈放電現(xiàn)象電暈放電是發(fā)生在極不均勻的電場中,空氣被局部電離的一種放電形式。當前有關(guān)電暈放電測試和信號處理主要集中在電力行業(yè),研究對象是電力系統(tǒng)中的高壓輸電線和高壓電氣設(shè)備的局部放電。國外學者對高壓輸電線上的電暈放電情況進行了大量的研究,包括電暈放電能量分析、電暈放電引起EMI的模擬計算和預測、復合導體輸電線的電暈放電情況,還建立了輸電線電暈放電輻射場的計算模型在航空航天領(lǐng)域,空中目標在高速飛行過程中,其外表面會不斷遭到氣體分子、塵埃、冰晶等空間粒子的撞擊,這些粒子在于空中目標相互接觸分離時,帶上某種極性的電荷,同時在目標上留下等量異號的電荷。電荷積累到一定程度后,會在其尖端形成電暈放電。電暈放電過程中會產(chǎn)生強烈的電磁輻射,高壓輸電線、大型變壓熱，即弧光放電。雅格布天梯的底部產(chǎn)生的電弧加熱空氣，溫度升高的空氣較易電離,所以伴隨弧光放電產(chǎn)生大量的正負離子，而離子存在的空氣擊穿場強下降，隨著離子熱空氣上升，其上部的空氣也被擊穿放電，結(jié)果弧光區(qū)逐漸上移，就象圣經(jīng)中的雅各布（Yacob以色列人的祖先）夢中見到的天梯一般壯觀。當弧光區(qū)升至一定的高度時，由于兩電極間距過大，使兩電極間場強太小，不足以引起空氣進一步的擊穿放電，即兩電極提供的能量不足以補充擊穿空氣時的聲、光、熱等能量損耗時，弧光因而熄滅。此時高壓再次將電極底部的空氣擊穿，發(fā)生第二輪弧光放電，如此周而復始，形成實驗中的現(xiàn)象。感想物理實驗是物理學習的基礎(chǔ),雖然在很多物理實驗中我們只是復現(xiàn)課堂上所學理論知識的原理與結(jié)果,但這一過程與物理家進行研究分子和物質(zhì)變化的科學研究中的物理實驗是一致的.在物理實驗中,影響物理實驗現(xiàn)象的因素很多,產(chǎn)生的物理實驗現(xiàn)象也錯綜復雜.老師們通過精心設(shè)計實驗方案,嚴格控制實驗條件等多種途徑,以最佳的實驗方式呈現(xiàn)物理問題,使我們通過努力能夠順利地解決物理實驗呈現(xiàn)的問題,考驗了我們的實際動手能力和分析解決問題的綜合能力,加深了我們對有關(guān)物理知識的理解.通過一學期的課程,我學到了很多東西.做大學物理實驗時,為了在規(guī)定的時間內(nèi)快速高效率地完成實驗,達到良好的實驗效果,需要課前認真地預習,首先是根據(jù)實驗題目復習所學習的相關(guān)理論知識,并根據(jù)實驗教材的相關(guān)內(nèi)容,弄清楚所要進行的實驗的總體過程,弄懂實驗的目的,基本原理,了解實驗所采用的方法的關(guān)鍵與成功之處;思考實驗可能用到的相關(guān)實驗儀器,對照教材所列的實驗儀器,了解儀器的工作原理,性能,正確操作步驟,特別是要注意那些可能對儀器造成損壞的事項.然后還要寫預習報告,預習報告能夠幫助我們順利完成實驗中的各項操作.在寫預習報告的時候,我們一般包括實驗目的,基本原理,實驗儀器,操作步驟,測量內(nèi)容,數(shù)據(jù)表,預習思考題等.數(shù)據(jù)表與操作步驟密切相關(guān),數(shù)據(jù)表中的欄目排列順序應與操作步驟的順序合理配合.這樣就可以隨時將數(shù)據(jù)按順序填入表中,也可以隨時觀察和分析數(shù)據(jù)的規(guī)律性.剛開始時我們不注意預習報告里的數(shù)據(jù)表格,將數(shù)據(jù)隨便的記錄在一張紙上,結(jié)果發(fā)現(xiàn)整理數(shù)據(jù)時會出現(xiàn)很多混亂和錯誤,尤其是數(shù)據(jù)比較多的時候,比如在做《用動力學共振法測固體材料的樣式彈性模量》實驗時,由于實驗前未提前設(shè)計好表格,數(shù)據(jù)記錄得很隨便,很亂,處理時很困難.后來汲取了教訓,在實驗前根據(jù)所要測的物理量和實驗步驟設(shè)計好數(shù)據(jù)表格,在實驗記錄時和處理數(shù)據(jù)時輕松了不少.實驗教會了我們要養(yǎng)成良好的科學的實驗習慣.預習思考題,是加深實驗內(nèi)容或?qū)﹃P(guān)鍵問題的理解,開發(fā)視野的一些問題,在實驗前認真地思考并回答這些問題,有助于提高實驗質(zhì)量.對于不明白的問題或?qū)嶒炘碇幸恍┎幻靼椎牡胤?可以跟自己的同學討論一下或查一下相關(guān)的資料,實在不明白的地方可以帶到課堂上問老師,只有把實驗中所有的地方都弄通弄透徹,才能達到實驗應有的效果.預習是做實驗前必須的工作,但是做實驗的主要工作還是課堂操作.課堂操作需要我們嚴格的遵守實驗的各項原則,要將儀器放置在合理的位置,以方便使用和確保安全,比如象高壓電源的輸出端鈕應該遠離操作者.經(jīng)常需要操縱或調(diào)節(jié)的器件,應該放在便于操縱的位置上.一些電學實驗儀器部件較多,首先要把這些儀器部件一一放在合適的位置上,然后再連線.實驗過程中要嚴格按照實驗儀器的操作要求來操作,所有儀器要調(diào)整到正確的位置和穩(wěn)定的狀態(tài),在安裝和調(diào)整儀器時還不能使用書本這些本身就不穩(wěn)定的物品做墊塊,否則容易造成測量數(shù)據(jù)的分散性,影響實驗質(zhì)量,并且容易在成實驗儀器的損壞.在的過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)一些故障或觀察到的實驗現(xiàn)象與理論上的現(xiàn)象不符,首先應認真思考并檢查實驗儀器使用以及線路連接是否正確,不正確的及時進行改正,若自己不能解決,應及時請老師來指導,切不可敷衍過關(guān),草草了事.還有讀數(shù),需要有足夠的耐心和細心,尤其是對一些精度比較高的儀器,讀數(shù)一定要按照正確的讀數(shù)方法并且一定要細心.對于數(shù)據(jù)的紀錄,則要求我們要有原始的數(shù)據(jù)紀錄,它是記載物理實驗全部操作過程的基礎(chǔ)性資料.而且在實驗過程中必須認真地觀察實驗現(xiàn)象,并做如實的記錄.如果發(fā)現(xiàn)實驗現(xiàn)象與實驗理論不符合,或者測試結(jié)果出現(xiàn)異常,就應該認真檢查原因,并細心重做實驗.實驗完成后,應把所有的實驗儀器恢復到原位,并認真清理實驗臺.撰寫實驗報告和進行問題討論等也是大學物理實驗不可缺少的重要環(huán)節(jié).實驗報告是對我們的動手能力,寫作能力和總結(jié)能力的一種鍛煉,實驗報告也促進我們對實驗過程以及所得結(jié)論進行更深刻的思考.我們的實驗報告應包括實驗過程中所出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象以及對這些現(xiàn)象的解釋,實驗中所遇到的問題以及解決方法,實驗數(shù)據(jù)的記錄以及對數(shù)據(jù)進行計算并求得最終的結(jié)果,驗證跟理論值是否相符,誤差的大小,最終得出的結(jié)論,對實驗思考題進的討論以及討論的結(jié)果和對實驗進行的總結(jié).一份認真的,高水平的實驗報告才算是為本次實驗畫上一個圓滿的句號."加強基礎(chǔ),重視應用,開拓思維,培養(yǎng)能力,提高素質(zhì)"是大學物理試驗的指導思想;"加