Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов
Зависимость диэлектрической проницаемости материалов от частоты и напряженности электрического поля; емкости конденсатора от угла перекрытия диэлектрика верхней пластиной. Вычисление на примере одного из диэлектриков основных характеристик поляризации.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 26.12.2012 |
| Размер файла | 118,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов
диэлектрический материал конденсатор поляризация
В эксперименте используются следующие приборы: два вольтметра PV1 (стрелочный) и PV2 (цифровой), генератор сигналов низкочастотный, макет-схема, на которой установлен резистор R=120 Ом, конденсатор, состоящий из набора пластин различных диэлектриков (толщиной d=2 мм).
Собираем схему, изображенную на РИС. 1. Ставим переключатель SA в положение 1. Подготавливаем к работе и включаем приборы. Подаем с генератора сигнал частоты f=60 кГц и напряжением U=5 В, затем по вольтметру PV1 установить напряжение U1=5 В. Далее, вращая подвижную пластину, измеряем напряжение U2 для конденсатора без диэлектрика и 4-x конденсаторов с диэлектриками одинаковой толщины. При этом напряжение U1 поддерживаем постоянным. По данной схеме находим, что емкость и диэлектрическая проницаемость определяются по следующим формулам:
,
где С0 - емкость конденсатора без диэлектрика.
Таблица измерений и результатов
По результатам эксперимента рассчитаем емкости всех исследуемых конденсаторов, а также диэлектрические проницаемости материалов.
а) для воздуха
б) для гетинакса
в) для оргстекла
г) для фторопласта
д) для стеклотекстолита
Расчет характеристик диэлектрика гетинакс
Расчет погрешностей для диэлектрика гетинакс
; ; ;
; ;
Рассчитаем процентную погрешность для и С
Изменяем генератором напряжение U1 от 0 до 5 В с интервалом ?U1=1 B, при этом измеряем напряжение U2 c произвольным диэлектриком и без него.
Таблица измерений и результатов
Найдем Е по результатам измерений
E=, тогда ; ; ;
; ;
Найдем по результатам измерений
, а , тогда
; ; ; ; ;
Таблица измерений и результатов
Рассчитаем
а) для гетинакса ; ;
; ; ;
;;
;
б) для воздуха ; ;
; ; ;
;;
;
Для расчета возьмем из задания 2 формулу
; ; ;
; ;
; ;
Устанавливаем значения напряжения и частоты как для первого задания. Вращаем подвижную пластину в пределах от a=??до 60 гр. с интервалом Da=??? измеряя напряжение U2, при этом напряжение U1 поддерживаем постоянным.
Таблица измерений и результатов
Рассчитаем С в зависимости от угла
Рассчитаем в зависимости от угла
, но ,
тогда
Оставляем значения напряжения и частоты такие же как для предыдущего опыта. Измеряем значение напряжения U2 для следующих конденсаторов: 1) без диэлектриков, 2) cо стеклотекстолитом толщиной d=2 мм и 3) со стеклотекстолитом толщиной L, меньшей расстояния между пластинами, при этом значение напряжения U1 поддерживаем постоянным.
Значения напряжения U2: 1) 0,15 В, 2) 0,21 В, 3) 0,16 В
Емкости конденсаторов равны соответственно:
1) C=6,63E-10 Ф, 2) C=9,28E-10 Ф, 3) С=7,07E-10 Ф
Формула для расчета толщины L диэлектрика:
, тогда , отсюда
' где
В данной работе: мы выяснили, что диэлектрическая проницаемость (e) не зависит ни от напряженности эл. поля, ни от частоты, что емкость конденсатора линейно зависит от угла перекрытия пластин конденсатора, а также произвели расчеты для диэлектриков, результаты которых приведены выше.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Понятие диэлектрической проницаемости как количественной оценки степени поляризации диэлектриков. Зависимость диэлектрической проницаемости газа от радиуса его молекул и их числа в единице объема, жидких неполярных диэлектриков от температуры и частоты.
презентация [870,1 K], добавлен 28.07.2013Понятие молекулярной связи как самой непрочной, ее сущность и особенности. Зависимость эффекта дипольной поляризации в вязкой среде от увеличения ее температуры. Зависимость диэлектрической проницаемости тел от структурных особенностей диэлектрика.
контрольная работа [19,8 K], добавлен 06.04.2009Диэлектрики – вещества, обладающие малой электропроводностью, их виды: газообразные, жидкие, твердые. Электропроводность диэлектриков; ее зависимость от строения, температуры, напряженности поля. Факторы, влияющие на рост диэлектрической проницаемости.
презентация [1,4 M], добавлен 28.07.2013Конструкция и область применения различных типов кабеля. Тепловой пробой твердых диэлектриков. Зависимость пробивного напряжения в твердом диэлектрике от частоты. Классификация магнитных материалов и требования к ним. Основные виды поляризации.
реферат [1,3 M], добавлен 04.12.2014Теория электрической проводимости и методика её измерения. Теория диэлектрической проницаемости и методика её измерения. Экспериментальные исследования электрической проводимости и диэлектрической проницаемости магнитной жидкости.
курсовая работа [724,5 K], добавлен 10.03.2007Анализ изменений емкости и диэлектрической проницаемости двухполюсника в зависимости от резонансной частоты, оценка закономерности. Применение измерителя добротности ВМ-560, порядок его калибровки. Построение графиков по результатам проведенных измерений.
лабораторная работа [426,0 K], добавлен 26.04.2015Понятие диэлектрических потерь. Нагревание диэлектриков в электрическом поле, рассеивание части энергии поля в виде тепла как его следствие. Ухудшение свойств и ускорение процессов старения диэлектриков. Количественная оценка диэлектрических потерь.
презентация [794,0 K], добавлен 28.07.2013Сущность электростатического поля, определение его напряженности и графическое представление. Расчет объемной и линейной плотности электрического заряда. Формулировка теоремы Гаусса. Особенности поляризации диэлектриков. Уравнения Пуассона и Лапласа.
презентация [890,4 K], добавлен 13.08.2013Изучение электромагнитного взаимодействия, свойств электрического заряда, электростатического поля. Расчет напряженности для системы распределенного и точечных зарядов. Анализ потока напряженности электрического поля. Теорема Гаусса в интегральной форме.
курсовая работа [99,5 K], добавлен 25.04.2010Свойства сверхпроводящих материалов. Определение электрического сопротивления и магнитной проницаемости немагнитных зазоров. Падение напряженности магнитного поля по участкам. Условия для работы устройства. Применение эффекта Мейснера и его изобретение.
научная работа [254,2 K], добавлен 20.04.2010