 |
|
Описание метода и экспериментальной установки
Диэлектрическая проницаемость определяется по измерению емкости плоского конденсатора с диэлектриком.
Сравнивают напряжение UC на исследуемом конденсаторе С и напряжение U0 на соединённом с ним последовательно эталонном конденсаторе С0 или эталонном сопротивлении R0 (рис.3.1 и 3.2). Если напряжения на эталонных элементах много меньше напряжения на исследуемом конденсаторе, в качестве UС можно взять напряжение генератора U. В качестве вольтметров V1 и V2 используют осциллограф, измеряя размахи напряжения.
Для схемы на рис.3.1 при произвольной форме и частоте сигнала:
(3.1)
Для схемы на рис.3.2 при синусоидальном сигнале частотой n:
; 
(3.2)
I. Емкость конденсатора.
Цель: проверить формулу для емкости плоского конденсатора.
Порядок работы
1. Определить емкость разборного конденсатора при воздушном зазоре:
1.1. С помощью штангенциркуля снять размеры конденсатора, вычислить его площадь S.
1.2. Определить емкость воздушного конденсатора по формуле:
,
где d0 = 2 мм.
2. Пользуясь соединительными проводами, собрать электрическую схему, предложенную на рис.3.1, оставляя гнёзда для V1 и V2 , которые будут измеряться осциллографом.
3. Подготовьте к работе осциллограф – мультиметр:
3.1. Включите осциллограф – мультиметр в сеть 220 В.
3.2. Тумблером «MAINS» включите прибор и переключателем «оscilloscope/ multimeter» переведите прибор в режим осциллографа.
3.3. Присоедините специальный провод к входу « Y » осциллографа.
4. Подготовьте к работе генератор:
4.1. Включить генератор в сеть 220 В.
4.2. Тумблером «Сеть» на ГСФ-2 включить генератор.
4.3. Тумблер « ГЕН/ВНЕШ» в положение «ГЕН».
4.4. На выходе ГСФ-2 установите синусоидальное напряжение частотой
n = 2 – 3 кГц.
4.5. Подключить генератор к выходам «вых» и «общ».
4.6. Тумблер «»/0/=» в положение «»», тумблер «20В/1А» в положение «20В».
5. Представьте собранную схему и подготовленные приборы на проверку преподавателю или лаборанту.
6. Ручкой «амплитуда» доведите размах напряжения на генераторе до 30 В.
7. Осциллографом измерьте напряжение генератора U и напряжение на конденсаторе UC0, записав в таблицу результатов.
8. Соберите схему, представленную на рис.3.2 и снимите таким же образом напряжение на генераторе U и на сопротивлении UR0.
9. По формулам (3.1) и (3.2) определить ёмкость воздушного конденсатора СВ и найти его среднее значение.
10. Результаты представить в виде таблицы: