实验目的
本次实验场地位于重庆市北碚区，测区面积8775m²，尺寸195m×45m。本次实验共布设测线2条，每条测线150米，在测线交叉的中点处放置测量仪器，打下一根铜电极，用以模拟点电源；在距离中心点150米处放置无穷远电极，用以形成电流回路。 此次实验旨在模拟点电源情况下，周边电位的实际分布情况，并与理论条件下的电位分布情况相互对比，以指导实际生产生活。
实验原理
本次实验，对地下供入电流电压稳定在230V，随后以供电电极为中心，在其周围的东、西、南、北四个方向、相同距离上，测量此距离下的电位差。于理想情况下，真空中的点电源，其电位特征应满足以下方程：
(1)
(2)
以上为真空情况下，点电源的电位情况，但在实际测量过程中，由于需在介质中持续通电，其中心点源并不完全符合点电源的情况，故其理论关系式稍有变化。对于地下无限半平面均匀介质情况，其理论电位特征应满足以下关系式：
(3)
以上为真空情况下，点电源的电位情况，但在实际测量过程中，由于需在介质中持续通电，其中心点源并不完全符合点电源的情况，故其理论关系式稍有变化。对于地下无限半平面均匀介质情况，其理论电位特征应满足以下关系式：
(4)
实验结果分析
经现场数据采集，整理为如下表格（表1），表格数值代表在不同方向、不同距离下测得的实际电位值：
经现场数据采集，整理为如下表格（表1），表格数值代表在不同方向、不同距离下测得的实际电位值：
图2
从图2可看出采集数据呈现出同心圆特征，符合理论上的点源电位特征，但上图由于尺寸原因，对数据的展示并不明显，现对原始数据取对数处理，处理后数据展示如下（表2）：
现对其对数数据做等值线图：
图3
现根据实验原理中的（1）式，计算真空中点源电场的电位值，并进行同样的作图处理,下表（表3）展示详细计算数据：
采用（表3）数据做等值线图，并将其取对数后观察，如下图（图4）所示：
图4
从图4中可看出，理论上电位只与到点源的距离 r有关，与方向无关，无其他介质或导体时，电位分布只由源电荷决定，等位面是一系列以点源为中心的同心球面。
现采用幂函数为目标函数，对理论数据进行函数拟合，其拟合结果展示如下：
图5
图6
拟合结果点线图（图5和残差图（图6）可看出，拟合曲线的残差数值全部小于0.1，拟合公式完全符合公式（2）的函数形式，证明此拟合方法与结果的可行性。
现根据以上论述的拟合方法，对实际测量的数据进行同样的拟合，以观察数据的符合形式。
（1）东方向数据拟合结果（图7）、（图8）：
图7
图8
（2）西方向数据拟合结果（图9）、（图10）：
图9
图10
（3）南方向数据拟合结果（图11）、（图12）：
图11
图12
（4）北方向数据拟合结果（图13）、（图14）：
图13
图14
从以上展示的东、西、南、北四个方向数值拟合数据可看出，拟合曲线距离实际的采集数据有一定的差距。在实际的测试地点上，由于各个方向上的地下介质的湿度、地形，甚至土壤成分等都存在不同程度的差别，导致最后测得的电位与理想情况之间出现差异，故理论数值与实测数值存在差异属正常情况。但是其拟合公式基本符合公式（4）的表达形式，且与理论表达式相符。
现根据四个方向的拟合公式再次计算在此实际现场采集条件下所能得到的理论电位数值，并画出等值线图：
图15
从图上可看出其在实地的现场测量环境下，所计算处的电位理论值等值线图与真空中点源电场的电位值等值线图在形式上相差无几，等位面同为以点源为中心的同心球面。
结论
本次试验旨在探究点电源作用下周边实际电位分布规律，与理论电位分布特征开展比对分析，验证二者吻合程度。综合试验论述、实测数据及成像结果可知