Лабораторные работы по электротехнике Изучение метода компенсации Изучение работы полупроводниковых выпрямителей Изучение кенотронного выпрямителя Изучение колебательного контура Изучение цепи переменного тока

Постоянный ток Лабораторные работы

Выполнение любой лабораторной работы по электротехнике сопровождается измерением тока, напряжения и других электрических величин, что позволяет постигнуть сущность исследуемого физического процесса и выявить характеристики того или иного электротехнического устройства

Выполнение измерений

Задание 1. Определение полной поляризованности Pn , остаточной поляризованности P0 и коэрцитивной силы EК.

Установите ручку «Рег U» на панели кассеты ФПЭ-02 в крайнее правое положение для получения максимальной петли гистерезиса.

Уменьшая напряжение поворотом ручки «Рег U» на панели кассеты влево, получите петлю предельного цикла. Петля предельного цикла соответствует такому амплитудному значению напряженности электрического поля E, ниже которого предельный цикл исчезает, то есть уменьшается площадь петли гистерезиса.

Перерисуйте на кальку петлю гистерезиса, соблюдая масштаб.

С помощью координатной сетки осциллографа измерьте по вертикали координату y0 вершины петли гистерезиса. Для  этого определите положительное (+ y0 ) и отрицательное (- y0 ) значения координаты вершины петли. Возьмите среднее арифметическое из модулей полученных значений. Запишите значение коэффи-циента K отклонения электронного луча по вертикальной оси (цена деления вертикальной сетки осциллографа). Значение коэффициента K видно в окне пере-ключателя V/ДЕЛ канала Б. Обратите внимание на размерность коэффициента K.

Определите напряжение U2 формуле:

. (17)

 Рассчитайте по формуле (12) величину полной поляризованности Pn.

 (C2 = 0,22 мкФ, значение S указано на панели прибора).

Для определения остаточной поляризованности P0 измерьте координату yост по вертикали, соответствующую координате x = 0 по горизонтали (напряженность электрического поля в этом случае равна нулю). Определите напряжение U2 с учетом формулы (17), соответствующее координате yост и остаточную поляризованность P0 по формуле (12).

Определите коэрцитивную силу EК сегнетоэлектрика. Для этого измерьте по горизонтали положительное ( + x к ) и отрицательное ( - x к ) значения точки пересечения петли с осью абсцисс  (y = 0). Возьмите среднее арифметическое из модулей этих двух значений и рассчитайте напряжение U1 по формуле:

. (18)

 Здесь K/ - коэффициент отклонения электронного луча по горизонтали (цена

 деления горизонтальной сетки осциллографа). Значение коэффициента K/ видно в

 окне переключателя V/ДЕЛ канала А. Обратите внимание на размерность

 коэффициента K/. Затем по формуле (16) определите коэрцитивную силу E К

 (R1 = 1 Мом, R2 = 56 кОм, значение d указано на панели прибора).

Задание 2. Определение тангенса угла диэлектрических потерь.

Измерьте координаты x0 и y0 вершины петли гистерезиса, для чего определите их координаты + x0 и - x0 , + y0 и - y0 и возьмите среднее арифметическое из соответствующих модулей полученных значений.

Наложив кальку с нарисованной петлей гистерезиса (п.3 задания 1) на милли-метровую бумагу, определите площадь SГ петли гистерезиса.

Вычислите тангенс угла диэлектрических потерь по формуле:

 , (19)

где SГ - площадь петли гистерезиса в координатах x, y;

 x0 , y0 - координаты вершины петли гистерезиса.

Задание 3. Определение зависимости диэлектрической проницаемости от напряженности электрического поля.

Измерьте координаты x0 , y0 петли предельного цикла, определите коэффициенты K и K/, а также измерьте напряжение U по показанию вольтметра.

Получите четыре частных цикла, поворачивая влево ручку «Рег U» на панели кассеты. Для каждого цикла измерьте x0 , y0, K , K/ и U. Запишите результаты в таблицу.

Вычислите значение диэлектрической проницаемости для всех циклов по формуле (20) и запишите эти данные в таблицу:

 . (20)

Напряжение U2 находите с учетом формулы (17) и соответствующей координаты y0 для каждого цикла отдельно (C2 = 0,22 мкФ, e 0 = 8,85 × 10-12 Ф/м , значения S и d указаны на панели прибора).

Вычислите значение напряженности электрического поля E по формуле (16) для всех циклов и запишите эти данные в таблицу. Напряжение U1 для формулы (16) находите с учетом выражения (18) и соответствующей координаты x0 для каждого цикла (R1 = 1 Мом, R2 = 56 кОм).

Постройте график зависимости диэлектрической проницаемости от напряженности электрического поля.

Таблица

4. К о н т р о л ь н ы е в о п р о с ы

В чем заключается явление поляризации диэлектриков в электрическом поле? Какие типы поляризации имеют место в диэлектриках?

Какие параметры характеризуют поведение диэлектриков в электрическом поле?

Какие вещества относятся к сегнетоэлектрикам?

В чем заключается сущность гистерезиса в сегнетоэлектриках?

Что понимают под диэлектрическими потерями?

Что характеризует диэлектрическая проницаемость диэлектриков?

Нарисуйте принципиальную электрическую схему для получения петли гистерезиса и объясните ее работу.

Библиографический список

Калашников С.Г. Электричество.- М.: Наука, 1985.- 600с.

Сивухин Д.В. Общий курс физики: Электричество.- Т.3.- М.: Наука, 1983.- 687 с.

Капитонов В.М., Колосов В.М., Еремейцев И.Г. Сегнетоэлектрики.- М.: МИТХТ, 1989- 35 с.

Монтаж должен проводиться в полном соответствии со схемой, приведенной в "Руководстве к лабораторным работам". При монтаже схемы соединительные провода располагать по схеме таким образом, чтобы они не переплетались между собой. Сначала следует собирать основную токовую цепь схемы
Электрические токи в металлах, вакууме и полупроводниках