вольтовую характеристику нелинейного конденсатора qu при различных температурах

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Цель работы: Снять экспериментально кулон-вольтовую характеристику нелинейного конденсатора q(u) при различных температурах. При одном из значений температуры рассчитать и построить поляризационную характеристику диэлектрика P(E), и зависимость относительной диэлектрическй проницаемости от напряжённости электрического поля (E), приняв площадь поверхности обкладки конденсатора S = 300мм2 и толщину изоляции d = 0,01 мм.

Лабораторная установка и электрическая схема соединений

Принципиальная схема опытной установки изображена на рис. 3.2..1.

Рис. 3.2.1 Принципиальная схема для снятия кулон-вольтовой характеристики конденсатора

Синусоидальное напряжение подаётся через повышающий трансформатор на цепь, состоящую из последовательно соединённых линейного конденсатора С1 и нелинейного конденсатора С0 типа К10-17 с изоляцией из сегнетоэлектрика. (Повышающий трансформатор необходим для достижения насыщения диэлектрика.) Заряды на этих конденсаторах одинаковы и пропорциональны напряжению u1:

q = C1 u1.

Рис. 3.2.2. Примерный вид кулон-вольтовой характеристики нелинейного конденсатора при разных температурах

Напряжение u1 подаётся на вертикальный вход осциллографа, а u2  - на горизонтальный. Сигнал u1 на осциллографе необходимо инвертировать, чтобы положительному напряжению соответствовало отклонение луча на дисплее вверх. На экране осциллографа появляется зависимость q(u) для нелинейного конденсатора, примерный вид которой для разных температур показан на рис. 3.2.2.  По ней можно рассчитать поляризационную характеристику P(E).

Напряжённость электрического поля:

, где d – толщина диэлектрика.

Вектор электрического смещения:

, где S – площадь обкладок конденсатора.

Поляризованность:

, где  = 8,8510-12 – абсолютная диэлектрическая проницаемость пустоты.

Нагревание конденсатора осуществляется специальным резистором Rнагрев. от регулируемого источника постоянного напряжения. Измерение температуры производится с помощью термопары мультиметром MY60T.

Точка Кюри диэлектрика конденсатора К10-17 лежит в области отрицательных температур, поэтому в данной работе она не определяется.

Для сборки схемы используется наборная панель блока генераторов напряжений, как показано на монтажной схеме (рис. 3.2.3).

Рис. 3.2.3 Монтажная схема для снятия кулон-вольтовых характеристик нелинейного конденсатора при разных температурах

Перечень аппаратуры

Обозначение	Наименование	Тип	Параметры
G1	Однофазный источник питания	218	~ 220 В  / 16 А
G2	Блок генераторов напряжений	213.6	+15 B, 0…+13 B, ~0…12 B, 12B. 0,2 Гц…200 кГц
А4	Набор миниблоков «Электротехнические материалы»	600.18	Миниблоки «Сегнетоэлектрик» и «Трансформатор с разъёмным сердечником»
А5	Мультиметр	1416	Цифровой мультиметр MY60T
	USB осциллограф
	Ноутбук

Выполнение работы

U1, B (горизонтальный канал)	U2, mВ вертикальный канал)	E, B/м	Кл/м2	Кл/м2	=D/(E)	Eср, B/м
0	15.6	0	0	0		1,664995575
10	93.8		3.33	3,32999115
	4,999986725
20	234		6.67	6,6699823
	8,334977875
30	343		10	9,99997345
	11,64996902
40	437		13.3	13,2999646
	14,98496017
50	546		16.67	16,66995575
  	18,53470662 21,84941899 24,98433625
61.3	671	6,13*	20.4	20,399457495
70	765		23.3	23,2993805
80	890		26.78	26,669292

   d=0,01мм=0.00001м

E1=0/0.00001=0(В/м)               E4=30/0.00001=3000000(В/м) E7=61.3/0.00001=6130000(В/м)

E2=10/0.00001=1000000(В/м) E5=40/0.00001=4000000(В/м) E8=70/0.00001=7000000(В/м)

E3=20/0.00001=2000000(В/м) E6=50/0.00001=5000000(В/м) E9=80/0.00001=8000000(В/м)

  С=0,0001Ф   S = 300мм2=0.0003м2

D1=0.0001*0/0.0003=0(Кл/м2)                 D4=0.0001*30/0.0003=10(Кл/м2)           D7=0.0001*61.3/0.0003=20.4(Кл/м2)

D2=0.0001*10/0.0003=3.33(Кл/м2)     D5=0.0001*40/0.0003=13.3(Кл/м2)      D8=0.0001*70/0.0003=23.3(Кл/м2)

D3=0.0001*20/0.0003=6.67(Кл/м2)     D6=0.0001*50/0.0003=16.67(Кл/м2)   D9=0.0001*80/0.0003=26.67(Кл/м2)

         = 8,8510-12

P1=0-8,8510-12 *0=0

P2=3.33-8,8510-12 *=3,32999115       

P3=6.67-8,8510-12 *=6,6699823    

P4=10-8,8510-12 *= 9,99997345

P5=13.3-8,8510-12 *=13,2999646          

P6=16.67-8,8510-12 *=16,66995575         

P7=20.4-8,8510-12 *6,13*=20,399457495

P8=23.3-8,8510-12 *=23,2993805

P9=26.67-8,8510-12 *=26,669292

=D/(E)            = 8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

8,8510-12

График поляризационной характеристики диэлектрика Р(Е)

График дифференциальной зависимости (E)

Кривые кулон-вольтовой характеристики

1)t=26°C

2)t=40°C

3)t=50°C

4)t=60°C

5)t=70°C

6)t=80°C

Вывод: Снял экспериментально кулон-вольтовую характеристику нелинейного конденсатора q(u) при различных температурах. Рассчитал необходимые значения и занёс их в таблицу. Зафиксировал кулон-вольтовую характеристику при различных температурах в диапазоне от 26 до 80 градусов Цельсия.

1.  Вступление На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром
2. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Київ2005 Д
3. НЕ ПРУФ НЕ ПРУФ НЕ ПРУФ
4. ка одного из свойств физического объекта общее в качественном отношении многим физическим объектам но в кол
5. Антропогонические и этногонические мифы
6. тематичних наук Чернівці2003 Дисертацією є рукопис
7. Проте справжній стан охорони праці та рівень виробничого травматизму на той час замовчувались
8. Курсовая работа- Прояви синдрому вигорання в медицині
9. психологической группы под влиянием институциональных изменений принимала различные формы по числу детей
10. Реклама и имиджевая деятельность предприятия
11. совокупность показателей и пояснений обеспечивающая детализацию и обоснованность статей финансовых отче
12. ТЕМА 2224. ДОГОВОР СТРОИТЕЛЬНОГО ПОДРЯДА
13. Об обществах с ограниченной ответственностью
14. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата економічних наук8
15. Аллергия впервые ввёл французский учёный К.html
16. Политические права российских граждан
17. Бизнес-план предприятия по выращиванию цыплят кросса HY-LINE
18. Каныш Имантаевич Сатпаев
19. Тема- СТВОРЕННЯ ПРОГРАМ З ОПЕРАТОРАМИ ЦИКЛУ.html
20. Разработка программы с помощью языка программирования Delphi

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе