介电常数实验实验报告

实验目的
1、了解介电常数的相关知识和其相关应用。     
2、掌握测量介电常数的相关原理与测量方法。   
3、熟悉掌握课本知识,应用所学知识。
实验原理
介电常数是电介质的一个材料特征参数。  用两块平行放置的金属电极构成一个平行板电容器,其电容量为:  D为极板间距,S为极板面积,ε即为介电常数。材料不同ε也不同。在真空中的介电常数为ε0。考察一种电介质的介电常数,通常是看相对介电常数,即与真空介电常数相比的比值εr。如能测出平行板电容器在真空里的电容量C1及充满介质时的电容量C2,则介质的相对介电常数即为  然而C1、C2的值很小,此时电极的边界效应、测量用的引线等引起的分布电容已不可忽略,这些因素将会引起很大的误差,该误差属系统误差。如果有高介电常数的材料放在电场中,场的强度会在电介质内有可观的下降。
仪器的基本原理是采用高频谐振法,并提供了通用、多用途、多量程的阻抗测试。它以单片计算机作为仪器控制,测量核心采用了频率数字锁定,标准频率测试点自动设定,谐振点自动搜索,Q值量程自动转换,数值显示等新技术,改进了调谐回路,使得调谐回路的残余电感减至最低,并保留了原Q表中自动稳幅等技术,使得新仪器在使用时更为方便,测量值更为准确。仪器能在较高的测试频率条件下,测量高频电感或谐振回路的Q值,电感器的电感量和分布电容量,电容器的电容量和损耗角正切值.
实验步骤
1、本仪器适用于110V/220V,50Hz±0.5Hz交流电,使用后要检查市电电压是否合适,最好采用稳压电源,以保证测试条件的稳定。
2、开机预热15分钟,使仪器恢复正常后才能开始测试。
3、取出附带支架,将样品夹入两极板之间,在选择适当的辅助线圈插入电感接线柱,用引线将支架连接至仪器电容接线柱。
4、根据需要选择振荡频率,调节测试电路电容器使电路谐振(Q值最大)。
5、记录支架上的刻度X,并将样品从支架的两极板中取出,调节两极板间距离,使其恢复至X。
6、再调节测试电路电容器使电路谐振,这是电容为C,可直接读出Q,并且ΔQ=Q-Q
7、用游标卡尺量出试样的厚度d(分别在不同位置测得两个数据,在取平均值),直径Φ一般取铜板的直径(Φ=介电常数测量30mm)。
实验结果
1、tanδ和ε测定记录
编号
C1
C2
C
d
ψ
Q1
Q2
ΔQ
1
509.30
501.00
8.30
1.156
14
51.2
51
0.2
(1) 介电常数ε
(2) 介质损耗角正切tanδ
(3) Q值
注意事项
1、电压或频率的剧烈波动常使电桥不能达到良好的平衡,所以测定时,电压和频率要求稳定,电压变动不得大于1%,频率变动不能大于0.5%。
2、电极与试样的接触情况,对tanδ的测试结果有很大的影响,因此电极要求接触良好、均匀,而厚度合适。
3、试样吸湿后,测得的tanδ增大,影响测量精度,应严格避免试样吸潮。
思考题
1、测试环境对材料的介电常数和介质损耗正切值有何影响,为什么?
答:温度和湿度对测试结果有影响。高湿的作用使水分子扩散到高分子的分子间,使材料的极性增强,同时潮湿的空气作用于材料的表面,会使材料表面形成一个水膜层,它具有离子性质,增加表面电导,会使和tg增加。有的材料具有多重转变,在同一频率下,其介电性能随温度变化很大,特别是在松弛区变化剧烈,因而必须规定标准的温度,以进行标准化测量。
2、试样厚度对介电常数的测量有何影响,为什么?
答:,试样厚度越大,介电常数越大。
3、电场频率对极化、介电常数和介质损耗有何影响,为什么?
答:低频交流变电场下,所有极化均有足够时间发生,这时介电常数最大。在高频交变电荷下跟不上外电场变化,介电常数变小。频率处于上述两种电场之间,取向虽能跟上电场的变化,但不同相落后。发生滞后现象,有介质损耗,介电常数处于中间值

本文发布于:2024-09-20 19:51:25,感谢您对本站的认可!

本文链接:https://www.17tex.com/tex/3/384971.html

版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。

标签:介电常数   频率   材料   测量   测试   仪器   电场   电容器
留言与评论(共有 0 条评论)
   
验证码:
Copyright ©2019-2024 Comsenz Inc.Powered by © 易纺专利技术学习网 豫ICP备2022007602号 豫公网安备41160202000603 站长QQ:729038198 关于我们 投诉建议