Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов (№30)

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Лабораторная
    Тема: Экспериментальные исследования диэлектрических свойств материалов (№30)

    Нижегородский
    Государственный Технический Университет.
    Лабораторная работа по физике №2-30.
    Экспериментальные исследования диэлектрических
    свойств материалов.
    Выполнил студент
    Группы 99 – ЭТУ
    Наумов Антон Николаевич
    Проверил:
    Н. Новгород 2000г.
    Цель работы
    определение диэлектрической проницаемости и поляризационных характеристик различных диэлектриков, изучение электрических свойств полей, в них исследование линейности и дисперсии
    диэлектрических свойств материалов.
    Теоретическая часть:
    Схема экспериментальной установки.
    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.
    Напряженность поля между пластинами в вакууме Е
    вычисляется по формуле:
    где
    При внесении пластины в это поле диэлектрик поляризуется и на его поверхности появляются связанные заряды с поверхностной плотностью
    - диэлектрическая восприимчивость вещества. Связь модуля вектора поляризации с плотностью связанных зарядов:
    связан с вектором Е следующим соотношением
    Экспериментальная часть:
    В данной работе используются формулы:
    , где
    - площадь пластины конденсатора,
    - расстояние между ними. Диэлектрическая проницаемость материала:
    напряжение
    на
    цепи,
    напряжение на сопротивлении
    - частота переменного сигнала. В плоском конденсаторе напряженность связана с напряжением
    как:
    Опыт №1.
    Измерение диэлектрической проницаемости и характеристик поляризации материалов.
    = 5В,
    =120Ом,
    =60 кГц,
    =0,002м.
    Материал
    , мВ
    Воздух
    Стеклотекстолит
    Фторопласт
    Гетинакс
    Оргстекло
    В =176 пкФ;
    СТ =429 пкФ;
    ФП=270 пкФ;
    ГН=393 пкФ;
    ОС=336 пкФ;
    Для гетинакса подсчитаем:
    Расчет погрешностей:
    (так как
    Опыт № 2.
    Исследование зависимости
    =120Ом,
    =60 кГц,
    =0,002м.
    , В
    , В
    (воздух)
    , В
    (гетинакс)
    , пкФ
    пкФ
    В/м
    0,009
    0,019
    2,10
    0,016
    0,036
    1000
    2,24
    0,025
    0,052
    1500
    2,09
    0,031
    0,070
    2000
    2,26
    0,039
    0,086
    2500
    2,21
    График зависимости
    ) - приблизительно прямая, так как диэлектрическая проницаемость не зависит от внешнего поля.
    Опыт № 3.
    Исследование зависимости диэлектрической проницаемости среды от частоты внешнего поля.
    = 5В,
    =120Ом.
    , кГц
    , В
    (воздух)
    , В
    (гетинакс)
    , кОм
    (гетинакс)
    пкФ
    пкФ
    0,015
    0,030
    20,0
    2,00
    0,029
    0,059
    10,2
    2,04
    0,041
    0,089
    2,07
    0,051
    0,115
    2,25
    0,068
    0,146
    2,15
    0,078
    0,171
    2,18
    0,090
    0,197
    2,18
    0,101
    0,223
    2,21
    0,115
    0,254
    2,21
    0,125
    0,281
    2,24
    По графику зависимости
    ) видно, что диэлектрическая проницаемость среды не зависит от частоты внешнего поля. График зависимости Х
    ) подтверждает, что емкостное сопротивление зависит от 1/
    прямо пропорционально.
    Опыт № 4.
    Исследование зависимости емкости конденсатора от угла перекрытия
    диэлектрика верхней пластиной.
    = 5В,
    =120Ом,
    =60 кГц,
    =0,002м,
    =0,06м,
    =18.
    пкФ
    теор
    , пкФ
    0,039
    0,048
    0,056
    0,063
    0,072
    0,080
    0,089
    Опыт № 5.
    Измерение толщины диэлектрической прокладки.
    = 5В,
    =120Ом,
    =60 кГц.
    Схема конденсатора с частичным заполнением диэлектриком.
    (стеклотекстолит тонкий)=0,051В,
    (стеклотекстолит толстый)=0,093В,
    (воздух)=0,039В.
    0 =172пкФ
    1 = 411пкФ - стеклотекстолит толстый;
    1 = 225пкФ - стеклотекстолит тонкий.
    Вывод:
    На этой работе мы определили диэлектрическую проницаемость и поляризационные характеристики различных диэлектриков, изучили электрические свойства полей, в них исследовали
    линейность и дисперсность диэлектрических свойств материалов.
    Язык: Русский
    Скачиваний: 323
    Формат: Microsoft Word
    Размер файла: 59 Кб
    Автор:
    Скачать работу...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены