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. Реферат- Русский язык в условиях формирования российской нации
2. Магия в нашей жизни
3. Взаимосвязи теоретической интерпретации и схемы исследования
4. политического сокращения рынков сбыта
5. Новейшие открытия в российской палеонтологии
6. Вариант 0520 2 Решите систему уравнений- 2х 11у 15
7. Пещерные города Крыма
8. модуль Последние новости на сайт Jooml.
9. Политические партии1
10. Поведение потребителей
11. предшественник зрелые клки
12. An Apple a Day Keeps a Doctor Away
13.  Головні напрями теоретичної соціології XX століття
14. реферату- Конституційні акти ЗУНРРозділ- Історія України Конституційні акти ЗУНР 18 жовтня 1918 p
15. Композиционно-семиотический анализ ансамбля Красной площади в Москв
16. ТЕМА8 Наследственное право1
17. Эффективность производства продукции скотоводства
18. Налоговая система и ее функции
19. Реферат на тему- Ультразвуковая диагностика в акушерстве
20. Горюче смазочные материалы, технические жидкости и резинотехнические изделия для автомобиля ВАЗ-21043

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе