Практикум по спецкурсу "Физика сегнетоэлектриков". Часть 1. Сидоркин С.Д - 35 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

35
Эффективной емкостью нелинейного конденсатора С
эфф
называется емкость такого линейного конденсатора, заряд которого q
max
при максимальном амплитудном значении напряжения U
max
равен заряду
нелинейного конденсатора при том же напряжении:
max
max
U
q
С
эфф
=
Таким образом , при определении эффективной емкости мы заменяем
нелинейный конденсатор линейным. Эффективная емкость определяет
собой ток конденсатора без потерь при заданной частоте и напряжении
переменного поля . Зная величину С
' эфф
можно вычислить и эффективную
проницаемость ε
эфф
. В случае плоского конденсатора С
' эфф
вычисляется по
формуле емкости плоского конденсатора. Эффективная ε
эфф
может быть
вычислена по кривой зависимости Р( Е ) из петли диэлектрического
гистерезиса. ε
эфф
находится как тангенс угла наклона прямой ОА,
проведенной из начала координат в точку с координатами Р, Е (рис .1):
ε
эфф
=4π Р/Е
Указанный способ определения ε
эфф
из петель гистерезиса является
довольно трудоемким , поэтому в настоящей работе измерение ε
эфф
производится более простым и точным методом .
Как видно из рис.2, значение эффективной диэлектрической
проницаемости при Е
∞
→ 0, называемое начальной диэлектрической
проницаемостью ε
нач
, при О пределенном значении амплитуды переменного
поля Е
мах
достигает максимального значения ε
max
. Отношение этих
значений проницаемости называется коэффициентом эффективной
нелинейности К
эфф
и является мерой нелинейности сегнетоэлектрических
материалов по переменному полю :
нач
эфф
К
ε
ε
max
=
Для характеристики нелинейности по переменному полю важно
также знать величину E
max
, при которой ε
эфф
достигает максимального
значения . У одних сегнетоэлектриков величина E
max
не превышает
нескольких сотен вольт на см , а для других она значительно выше.
Только сочетание большого коэффициента нелинейности К
эфф
и
малого значения E
max
характеризует сегнетоэлектрик с высокими
нелинейными свойствами по переменному полю .
За характеристику эффективной нелинейности принимают также
величину N
эфф
- относительный коэффициент нелинейности по
переменному полю : 
                                           35

      Э ффектив ной      емкостью нелинейного конд енсатора Сэфф
назыв ается емкость такого линейного конд енсатора, заряд которого qmax
при максимальном амплиту д ном значении напряжения Umax рав ен заряд у
нелинейного конд енсатора при том женапряжении:
                                               q max
                                С   эф ф   =
                                               U max
       Т аким образом, при опред елении эффектив ной емкости мы заменяем
нелинейный конд енсатор линейным. Э ффектив ная емкость опред еляет
собой ток конд енсатора без потерь при зад анной частоте и напряжении
переменного поля. Зная в еличину С'эфф можно в ычислить и эффектив ну ю
проницаемость εэфф. В слу чае плоского конд енсатора С'эфф в ычисляется по
форму ле емкости плоского конд енсатора. Э ффектив ная εэфф может быть
в ычислена по крив ой зав исимости Р(Е ) из петли д иэлектрического
гистерезиса. εэфф нах од ится как тангенс у гла наклона прямой О А ,
пров ед енной изначала коорд инат в точк у скоорд инатами Р, Е (рис.1):
                                 εэфф=4πР/Е
       У казанный способ опред еления εэфф из петель гистерезиса яв ляется
д ов ольно тру д оемким, поэтому в настоящ ей работе измерение εэфф
произв од ится болеепростым и точным метод ом.
       К ак в ид но из рис.2, значение эффектив ной д иэлектрической
проницаемости при Е ∞ → 0, назыв аемое начальной д иэлектрической
проницаемостью εнач, при О пред еленном значении амплиту д ы переменного
поля Е мах д остигает максимального значения εmax. О тношение этих
значений проницаемости назыв ается коэффициентом эффектив ной
нелинейности К эфф и яв ляется мерой нелинейности сегнетоэлектрических
                                                                  ε max
материалов по переменному полю :                       К эф ф =
                                                                  ε н ач
      Д ля х арактеристики нелинейности по переменному полю           в ажно
также знать в еличину Emax, при которой εэфф д остигает максимального
значения. У од них сегнетоэлектриков в еличина Emax не прев ышает
нескольких сотен в ольт на см, а д ля д ру гих она значительно в ыше.
      Т олько сочетание большого коэффициента нелинейности К эфф и
малого значения Emax х арактеризу ет сегнетоэлектрик с в ысокими
нелинейными св ойств ами по переменному полю .
      За х арактеристик у эффектив ной нелинейности принимаю т также
в еличину Nэфф - относительный коэффициент нелинейности по
переменному полю :

Страницы