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已知相对介电常数和介电正切值 求 常数的虚部和实部 相互转换的

来源:未知 编辑:admin 时间:2019-07-24

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  介电常数实验 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:C= 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。在线。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线;及充满介质时的电容量C2,则介质的相对介电常数即为=2然而C1、C2的值很小,此时电极的边界效应、测量用的引线 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;线柱,用引线将支架连接至仪器电容接线、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-Q7、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=30mm)。

  介电常数实验 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:C= 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。在线。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线;及充满介质时的电容量C2,则介质的相对介电常数即为=2然而C1、C2的值很小,此时电极的边界效应、测量用的引线 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;线柱,用引线将支架连接至仪器电容接线、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-Q7、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=30mm)。 实验结果 编号 1 1、tanδ和ε测定记录C1C2C509.30501.008.30(1)介电常数ε dψ1.15614 Q151.2 Q251 ΔQ0.2 ε=14.4×(2)介质损耗角正切tanδtanδ=(3)Q值Q= =7.05Φ2 1Δ×=4.7×10?31?21×21=212.77 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:ε=14.4×Φ2,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

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