Виды поляризации диэлектриков

 

При смещении электронов относительно положительно заряженного ядра возникает поляризация, которую называют электронной. В полярных диэлектриках, обладающих ионной или дипольной структурой, под действием электрического поля возникают ионная или дипольная поляризация. Величина ε у таких диэлектриков не превышает 100. Однако у некоторых диэлектриков при определенных температурах величина может быть значений .Это результат влияния спонтанной поляризации, которая существует у сегнетоэлектриков. Существует также объемная поляризация, связанная с накоплением в локальных зонах диэлектрика свободных зарядов проводимости, и остаточная поляризация у аморфных диэлектриков.

 

Методика проведения исследования

 

Указания по выполнению работы

 

Схема экспериментальной установки приведена на рис. 3.

 

Рис. 3. Принципиальная схема установки для определения температурной

зависимости диэлектрической проницаемости на низких частотах:

а-измеритель емкости; б-термостат с образцом диэлектрика.

 

Она состоит из термостата, в котором размещаются экспериментальные образцы диэлектриков, и измерительного моста. Первое плечо моста образуется исследуемым конденсатором, который можно представить эквивалентной последовательной схемой замещения: Сх, Rх. Третье плечо состоит из образцового конденсатора С0 и магазина сопротивлений R0. Второе и четвертое плечи моста образованы магазинами сопротивлений R2 и R4. В одну диагональ моста включен источник питания, в другую индикатор нуля (микроамперметр). Если для полных сопротивлений всех плеч моста выполняется условие:

, (12)

то разность потенциалов между точками А и Б равна нулю и отклонение стрелки индикатора нуля будет минимально. Согласно выражению (12), зная величины , , можно определить величину ,а, следовательно, и емкость конденсатора.

Для уравновешивания моста изменением емкости С0 добиваются минимального показания индикатора нуля. Далее, оставляя неизменным С0, изменяют величину R0 с целью дальнейшего уменьшения показания индикатора нуля. Затем, не изменяя положения R0, снова производят подстройку С0. Операции последовательной подстройки С0 и R0 производятся 3-4 раза. Все промышленные измерительные мосты прокалиброваны таким образом, что непосредственно свидетельствуют о величине емкости образца.

 

Порядок выполнения работы

 

1. Получить у преподавателя экспериментальные образцы.

2. Ознакомиться с экспериментальной установкой.

3. Измерить емкость образцов при различных температурах. Результаты измерения внести в таблице 1, форма которой выбирается произвольной.

4. Вычислить значение к при различных температурах по формуле:

, (13)

где: = Ф/м;

S - площадь образца, м2;

d - толщина образца, м;

Сх_ - емкость образца, Ф.

Полученные значения ε внести в табл. 1 форма, которой выбирается произвольно.

5. Построить график зависимости .

6. Для нескольких конкретных температур методом графического дифференцирования определить температурный коэффициент изменения ε по формуле:

(14)

7. По полученным графикам определить вид поляри­зации диэлектриков.

8. Сформулировать основные выводы по работе.

 

Вопросы к коллоквиуму

 

1. Что представляет собой явление поляризации?

2. Как отличить поляризацию диэлектриков классов А и Б?

3. Как установить, что диэлектрик конденсатора - сегнетоэлектрик?

4. Дайте определение ε.

5. Какова сущность метода исследования поляризации диэлектриков?

 

Библиографический список

 

1. Пасынков, В.В. Материалы электронной техники/ В.В. Пасынков, В.С. Савинков. - М: Высш. шк., 1986. —367 с.

2. Казарновский Д.М. Испытания электроизоляционных материалов/ Д.М. Казарновский. – М.: Энергия, 1972. – 186с.

 

 

Работа №7