Теоретические положения к работе

11 12 13 14 15 16 17

Отчёт к лабораторной работе

ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТОТНОЙ ЗАВИСИМОСТИ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ПОТЕРЬ ТВЕРДЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Выполнил: Кузьмин И.И.

ТСС-15

_______

(Подпись)

Санкт-Петербург

Цель работы

Целью работы является определение диэлектрический проницаемости и тангенса угла диэлектрических потере твердого диэлектрика и характера влияния на них частоты изменения электрического поля.

Лабораторное задание

2.1. Ознакомиться с теорией исследуемого вопроса.

2.2. Ознакомиться с методикой измерения и расчета исследуемых параметров диэлектрика.

2.3. Определить значения добротности (Q1 и Q2) и емкости

(С1 и С2) колебательных контуров для заданных значений частоты изменения электрическою поля.

2.4. Рассчитать значения емкости (Cx), тангенса угла диэлектрический потерь (tgBε) и диэлектрической проницаемости (ε) диэлектрика для заданных частот изменения электрического поля.

2.5. Построить графики частотных зависимостей и провести их анализ.

Теоретические положения к работе

Под поляризацией диэлектрика понимается процесс ограниченного смещения связанных (в атомах, молекулах и кристаллической решетке) зарядов или ориентации дипольных молекул под воздействием внешнего электрического поля.

По механизмам поляризации диэлектрики подразделяются на неполярные и полярные. К неполярным относятся диэлектрики, молекулы которых не имеют постоянного дипольного момента (центры отрицательных и положительных зарядов совпадают). Для них характерен механизм упругой поляризации за смет упругого смещения связанных зарядов К полярным относятся диэлектрики, молекулы которых без воздействия внешнего электрического поля имеют дипольный момент (центры противоположных по знаку зарядов не совпадает). Для этих диэлектриков характерно действие механизмов упругой (мгновенной) и дипольно-релаксационной (замедленной) поляризации.

Под диэлектрическими потерями понимается мощность электрического поля, затрагиваемая на нагрев диэлектрика. К основным видам диэлектрических потерь относятся: потере на электропроводность, т.е. обусловленные перемещением свободных и зарядов в диэлектрике. И потери на поляризацию (характерные для диэлектриков с замедленными видами поляризации).

Тангенс угла диэлектрических потерь является очень важной характеристикой диэлектрика в переменном электрической поле. Углом диэлектрических потерь называется угол, дополняющий до 90* угол сдвига фаз между напряжением и током в емкостной цепи Для определения рассеиваемой в диэлектрике мощности используется эквивалентная схема конденсатора и векторная диаграмма (рис.1).

Диэлектрическая проницаемость характеризует поляризуемость диэлектриков. Поскольку процесс поляризации диэлектриков внешне проявляется в их способности накапливать заряды (образовывать электрическую емкость), то величину диэлектрической проницаемости определяют измерением емкости конденсатора (Сх), между обкладками которого находится испытуемый диэлектрик (ε=СХ /Со, где Со-емкость воздушною конденсатора).

Величина диэлектрической проницаемости диэлектриков определяется видами поляризации, протекающих в них в зависимости от химического состава и структуры.

Характер частотной зависимости (рис.3) обусловлен временем протекания процессов поляризации и, следовательно, частотами, до которых процессы поляризации успевают следить за изменением электрического поля.