Исследование свойств линейных диэлектриков. Тиллес В.Ф - 6 стр.

UptoLike

новесия. Температурная зависимость диэлектрической про-
ницаемости на рисунке 1 приведена только для твердых ди-
электриков, так как в расплавленном состоянии соединения
становятся проводниками с электролитической электропро-
водностью и для большинства материалов максимума в тем-
пературной зависимости диэлектрической проницаемости
экспериментально не обнаружено.
Ионно-релаксационная поляризация наблюдается в ди-
электриках с неплотной упаковкой атомов, например в неор-
ганических стеклах, керамиках, кристаллических диэлектри-
ках с неплотной упаковкой частиц в решетке.
Электронно-релаксационная возникает за счет возбуж-
дения тепловой энергией избыточных «дефектных» электро-
нов и дырок. На температурной зависимости диэлектрической
проницаемости имеется максимум.
Миграционная поляризация наблюдается в неоднород-
ных диэлектриках с проводящими и полупроводящими
включениями, в слоистых диэлектриках имеющих слои с раз-
личной проводимостью.
При внесении неоднородных материалов в электриче-
ское поле свободные электроны и ионы проводящих и полу-
проводящих включений перемещаются в пределах каждого
включения, которое становится подобным огромной поляри-
зованной молекуле. В граничных слоях слоистых материалов
и приэлектродных слоях может быть накоплен заряд медлен-
но движущихся ионов. Эта поляризация выключается при
наиболее низких частотах и связана со значительным рассея-
нием электрической энергии.
Спонтанная поляризация свойственна сегнетоэлектри-
кам, которые являются нелинейными диэлектриками.
В нелинейных диэлектриках зависимость поляризован-
ности и электрического смещения от напряженности поля
имеет вид петли гистерезиса, а зависимость диэлектрической
проницаемости имеется максимум (рис. 2б) .В
линейных ди-
электриках зависимость поляризованности и электрического
смещения от напряженности полялинейная, а диэлектриче-
ская проницаемость не зависит от напряженности по-
3. Порядок выполнения работы.
1. Ознакомиться с данными методическими указаниями.
2. Включить стенд в сеть и запустить программу дваж-
ды нажать мышью на ярлык LIN_DIEL, находящийся на ра-
бочем столе.
3. Измерить зависимости C(T) и TKC(T) в диапазоне
температур, указанном преподавателем.
4. Распечатать снятые зависимости.
5. По температурной зависимости емкости для темпера-
туры середины заданного диапазона по формуле (8) рассчи-
тать ТКС для всех конденсаторов. Сравнить полученный ре-
зультат с графиком ТКС(Т).
6. По таблице П1 определить вероятный тип диэлектри-
ка во всех конденсаторах. Определить механизмы поляриза-
ции, характерные для каждого диэлектрика. Предложить эк-
вивалентную схему замещения диэлектрика.
7. Проанализировать достоинства и недостатки иссле-
дованных конденсаторов, ограничения на их применение, ис-
пользуя табл. 1.
4. Контрольные вопросы
1. Какие диэлектрики называют линейными. Дайте оп-
ределение диэлектрической проницаемости, поляризованно-
сти.
2. Охарактеризуйте механизмы поляризации и влияние
на них температуры.
3. Дайте определение температурных коэффициентов
емкости ТКЕ и диэлектрической проницаемости ТК
ε
. Чем
они отличаются?
4. Дайте классификацию конденсаторов по типу диэлек-
трика.
5. Что представляют собой металлизированные конден-
саторы и в чем их особенность с точки зрения
ТК
ε
?
6. Предложите способы снижения
ТКЕ конденсатора.
6 19
новесия. Температурная зависимость диэлектрической про-
ницаемости на рисунке 1 приведена только для твердых ди-         3. Порядок выполнения работы.
электриков, так как в расплавленном состоянии соединения          1. Ознакомиться с данными методическими указаниями.
становятся проводниками с электролитической электропро-           2. Включить стенд в сеть и запустить программу дваж-
водностью и для большинства материалов максимума в тем-      ды нажать мышью на ярлык LIN_DIEL, находящийся на ра-
пературной зависимости диэлектрической проницаемости         бочем столе.
экспериментально не обнаружено.                                   3. Измерить зависимости C(T) и TKC(T) в диапазоне
      Ионно-релаксационная поляризация наблюдается в ди-     температур, указанном преподавателем.
электриках с неплотной упаковкой атомов, например в неор-         4. Распечатать снятые зависимости.
ганических стеклах, керамиках, кристаллических диэлектри-         5. По температурной зависимости емкости для темпера-
ках с неплотной упаковкой частиц в решетке.                  туры середины заданного диапазона по формуле (8) рассчи-
      Электронно-релаксационная возникает за счет возбуж-    тать ТКС для всех конденсаторов. Сравнить полученный ре-
дения тепловой энергией избыточных «дефектных» электро-      зультат с графиком ТКС(Т).
нов и дырок. На температурной зависимости диэлектрической         6. По таблице П1 определить вероятный тип диэлектри-
проницаемости имеется максимум.                              ка во всех конденсаторах. Определить механизмы поляриза-
                                                             ции, характерные для каждого диэлектрика. Предложить эк-
      Миграционная поляризация наблюдается в неоднород-      вивалентную схему замещения диэлектрика.
ных диэлектриках с проводящими и полупроводящими
                                                                  7. Проанализировать достоинства и недостатки иссле-
включениями, в слоистых диэлектриках имеющих слои с раз-     дованных конденсаторов, ограничения на их применение, ис-
личной проводимостью.
                                                             пользуя табл. 1.
      При внесении неоднородных материалов в электриче-
ское поле свободные электроны и ионы проводящих и полу-
проводящих включений перемещаются в пределах каждого             4. Контрольные вопросы
включения, которое становится подобным огромной поляри-           1. Какие диэлектрики называют линейными. Дайте оп-
зованной молекуле. В граничных слоях слоистых материалов     ределение диэлектрической проницаемости, поляризованно-
и приэлектродных слоях может быть накоплен заряд медлен-     сти.
но движущихся ионов. Эта поляризация выключается при              2. Охарактеризуйте механизмы поляризации и влияние
наиболее низких частотах и связана со значительным рассея-   на них температуры.
нием электрической энергии.                                       3. Дайте определение температурных коэффициентов
      Спонтанная поляризация свойственна сегнетоэлектри-     емкости ТКЕ и диэлектрической проницаемости ТКε . Чем
кам, которые являются нелинейными диэлектриками.             они отличаются?
      В нелинейных диэлектриках зависимость поляризован-          4. Дайте классификацию конденсаторов по типу диэлек-
ности и электрического смещения от напряженности поля        трика.
имеет вид петли гистерезиса, а зависимость диэлектрической        5. Что представляют собой металлизированные конден-
проницаемости имеется максимум (рис. 2б) .В линейных ди-     саторы и в чем их особенность с точки зрения ТКε?
электриках зависимость поляризованности и электрического          6. Предложите способы снижения ТКЕ конденсатора.
смещения от напряженности поля – линейная, а диэлектриче-
ская проницаемость не зависит от напряженности по-
                              6                                                         19