Сегнетоэлектрики. Козлов В.И - 6 стр.

UptoLike

Составители: 

Установить частоту
Гцf
300
=
. О величине напряжения на выходе генератора,
которое меняется ручкой . РЕГ ВЫХОДА , можно судить по показаниям вольтметра,
расположенного на панели прибора.
Тумблер, переключающий пределы шкал, установить в положение
)30("600"
V
, а
тумблер ШКАЛА ПРИБОРА в положение
"2"
×
. При этом отклонение стрелки
вольтметра на всю шкалу будет означать, что величина напряжения на выходе генератора
равна
V
60230
=×
.
Отключить генератор развертки от горизонтальных пластин осциллографа
нажатием кнопки ”.ВХОД Х Регулятор усиления вертикального входа поставить в
положение
"/10"
делV
.
Чтобы получить величину напряжения, подаваемого на исследуемый образец,
нужно величину отклонения луча по горизонтали на экране осциллографа, выраженную в
делениях, умножить на коэффициент
делVА
/25
=
, который рассчитан на основании
параметров схемы.
Провести наблюдение за изменениями сигнала, характеризующего величину
полной поляризации
Р
, остаточной поляризации, коэрцитивного напряжения, при
напряжениях на образце
В
500200
÷
.
Измерить максимальную величину напряжения, подаваемого на образец, при
котором петля гистерезиса еще не наблюдается, т.е.
. Определить напряженность
электрического поля, создаваемого в образце, соответствующую найденному значению
напряжения по формуле
d
U
Е
=
, (5)
где
d
- толщина образца (d
мм
2
=
).
Зарисовать наблюдаемые петли гистерезиса.
Петлю гистерезиса, полученную при напряжении на образце
BV
500
=
, изобразить
в параметрах
P
,
E
(
P
- поляризация,
E
- напряженность электрического поля в
образце). Для определения поляризации
P
необходимо соответствующие вертикальные
отклонения луча выразить сначала в вольтах, а затем по формуле (4)в единицах заряда и
разделить на площадь пластин сегнетоконденсатора
25
1028,8
мS
=
, поскольку вектор
поляризации определяется поверхностной плотностью поляризационных зарядов.
Для всех петель гистерезиса определить полную поляризацию.
Построить график зависимости
)(
ЕРР
=
. Объяснить процессы, происходящие в
сегнетоэлектрике.
На основании полученного графика объяснить поведение диэлектрической
проницаемости сегнетоэлектрика с изменением напряженности электрического поля в
образце.
Упражнение 2. Изучение зависимости диэлектрической проницаемости титаната
бария от температуры.
Измерение зависимости диэлектрической проницаемости титаната бария от
температуры сводится к измерению зависимости от температуры емкости образца,
изготовленного из титаната бария. Образец, представляющий собой небольшой диск с
посеребренными поверхностями, закрепляется в специально изготовленной контактной
рамке и помещается в печь. Емкость образца измеряется с помощью универсального моста
марки
47
Е
в интервале температур от
20
до
о
180
С
. Измерение температуры
производится с помощью термопары, подключенной к вольтметру со шкалой до
мВ
10
(см. рис.3). Градуировочная кривая термопары прилагается к прибору.
7
                                             7
      Установить частоту f = 300 Гц . О величине напряжения на выходе генератора,
которое меняется ручкой “РЕГ. ВЫХОДА”, можно судить по показаниям вольтметра,
расположенного на панели прибора.
      Тумблер, переключающий пределы шкал, установить в положение "600" (30V ) , а
тумблер “ШКАЛА ПРИБОРА” – в положение "×2" . При этом отклонение стрелки
вольтметра на всю шкалу будет означать, что величина напряжения на выходе генератора
равна 30 × 2 = 60V .
      Отключить генератор развертки от горизонтальных пластин осциллографа
нажатием кнопки “ВХОД Х”. Регулятор усиления вертикального входа поставить в
положение "10V / дел" .
      Чтобы получить величину напряжения, подаваемого на исследуемый образец,
нужно величину отклонения луча по горизонтали на экране осциллографа, выраженную в
делениях, умножить на коэффициент А = 25V / дел, который рассчитан на основании
параметров схемы.
      Провести наблюдение за изменениями сигнала, характеризующего величину
полной поляризации Р , остаточной поляризации, коэрцитивного напряжения, при
напряжениях на образце 200 ÷ 500 В .
      Измерить максимальную величину напряжения, подаваемого на образец, при
котором петля гистерезиса еще не наблюдается, т.е. Р ~ Е . Определить напряженность
электрического поля, создаваемого в образце, соответствующую найденному значению
напряжения по формуле
                                             U
                                       Е =     ,                                      (5)
                                             d

где d - толщина образца (d = 2 мм ).
      Зарисовать наблюдаемые петли гистерезиса.
      Петлю гистерезиса, полученную при напряжении на образце V = 500 B , изобразить
в параметрах P , E ( P - поляризация, E - напряженность электрического поля в
образце). Для определения поляризации P необходимо соответствующие вертикальные
отклонения луча выразить сначала в вольтах, а затем по формуле (4) – в единицах заряда и
разделить на площадь пластин сегнетоконденсатора S = 8,28 ⋅ 10 − 5 м 2 , поскольку вектор
поляризации определяется поверхностной плотностью поляризационных зарядов.
      Для всех петель гистерезиса определить полную поляризацию.
      Построить график зависимости Р = Р (Е ) . Объяснить процессы, происходящие в
сегнетоэлектрике.
      На основании полученного графика объяснить поведение диэлектрической
проницаемости сегнетоэлектрика с изменением напряженности электрического поля в
образце.


  Упражнение 2. Изучение зависимости диэлектрической проницаемости титаната
                                  бария от температуры.

       Измерение зависимости диэлектрической проницаемости титаната бария от
температуры сводится к измерению зависимости от температуры емкости образца,
изготовленного из титаната бария. Образец, представляющий собой небольшой диск с
посеребренными поверхностями, закрепляется в специально изготовленной контактной
рамке и помещается в печь. Емкость образца измеряется с помощью универсального моста
марки Е 7 − 4 в интервале температур от 20 до 180 о С . Измерение температуры
производится с помощью термопары, подключенной к вольтметру со шкалой до 10 мВ
(см. рис.3). Градуировочная кривая термопары прилагается к прибору.