Принципиальная схема установки показана на рис.2
Рисунок 2
Электрическая модель объекта, имитирующая профиль тела, изготовлена из электропроводной бумаги. По контурам модели, отвечающим поверхностям образца, воспринимающим и отдающим тепло (верхняя и нижняя грани), укрепляются металлические шины (1).
Источником, моделирующим подвод тепла, служит выпрямитель (2), подающий напряжение на шины.
Напряжение на шинах измеряется вольтметром (3), сила тока миллиамперметром (4). Силу тока можно изменять с помощью реостата (5). При помощи переключателя (6) можно включать схему с моделью "а", имитирующую профиль тела, или схему "б" с прямоугольным листом электропроводной бумаги для определения соотношения.
ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТА
Установка включается в сеть лаборантским составом.
После ознакомления с методикой проведения опыта и конструкцией установки необходимо сообщить преподавателю о своей готовности выполнять работу.
Для определения соотношения δ/ρ необходимо при помощи переключателя (6) включить в измерительную схему прямоугольный лист электропроводной бумаги «б». Измерив силу тока I, проходящего через прямоугольный лист электропроводов бумаги и напряжение V0, можно вычислить электрическое сопротивление листа R0 по формуле:
,
так как
,
то, измерив расстояние между шинами h и ширину листа b, найдем:
.
Расчетное значение 
определяем как среднеарифметическое для трех замеров, каждый из которых взят при определенном значении силы тока. Изменение режимов производится при помощи реостата. Рекомендуется устанавливать движок реостата в двух крайних и среднем положении.
Включая при помощи переключателя (6) модель исследуемого тела в измерительную схему, вычислим фактор формы
,
где сила тока I и напряжение на шинах V модели измеряются соответственно миллиамперметром (4) и вольтметром (3). Расчетное значение Фр определяем как среднеарифметическое для трех режимов при различных значениях силы тока. Изменение режимов производится при помощи реостата (5).
Результаты замеров заносятся в таблицу 1.
Таблица 1.
| NN/nn | Прямоугольный лист | Модель | Ф | ||||
| J0, А | V0, В | R0, Ом | f/δ, Ом | J, А | V, В | ||
| 
|
Относя количество тепла Q к единице длины В получим плотность теплового потока:
, Вт/м.
Определив фактор формы Фр, найдите тепловой поток ql, проходящий через исследуемое тело, при заданных температурах на верхней и нижней гранях: t1 и t2, если материал тела: сталь, алюминий, латунь, медь.
Соответствующие значения коэффициента теплопроводности найдите в [1].
Значения температур t1 и t2 дает преподаватель.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Какие вам известны аналогии, кроме тепловой?
2. На чем основано применение электротепловой аналогии для исследования тепловых процессов?
3. Какие явления называют аналогичными?
4. Какая электрическая величина является аналогом температуры?
5. Какая термическая величина является аналогом плотности электрического тока?
ЛИТЕРАТУРА
1. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередеча. М.: Энергия, 1981
2. Волынский Б.А, Бухман В.Е. Модели для решения краевых задач. М.: Физматгиз, I960.