Министерство образования и науки Украины

ОДЕССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Методические указания

к лабораторным работам по дисциплине

"Электротехнические и конструкционные материалы"

для студентов специальности 7.091302

Утверждено

на заседании кафедры

информационных технологий

проектирования в электронике

и телекоммуникациях

Протокол №1 от 29.08.07

Одесса одпу

2007

Методические указания к лабораторным работам по дисциплине "Электротехнические и конструкционные материалы" для студентов специальности 7.091302 /Авт.: В.С.Миронов.- Одесса: ОНПУ, 2007.- 48 с.

Автор: В.С.Миронов,

ст. преп.

Лабораторная работа №і измерение диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь некоторых диэлектриков

Цель работы – ознакомиться с основными параметрами, свойствами и областями применения основных пассивных и активных диэлектриков.

([1], с. 182-193, 200-211; [2], с. 16-30, 43-57)

Методика проведения эксперимента

Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь измеряются с помощью универсального моста переменного тока типа Е7-11, упрощенная схема которого изображена на рис. 1.1. В основе измерения лежит принцип измерения емкости конденсатора мостовым методом. Из исследуемого материала изготовляется плоский или цилиндрический конденсатор, геометрические размеры которого приведены в табл. 1.1. Зная соотношение между емкостью конденсатора и его геометрическими размерами, можно рассчитать относительную диэлектрическую проницаемость исследуемого материала.

Емкость плоского конденсатора

(1.1)

где ε – относительная диэлектрическая проницаемость; ε₀ = 8,85·10^-12 Ф/м диэлектрическая постоянная; S – площадь диэлектрика; d – толщина диэлектрика.

Емкость плоского конденсатора, который состоит из набора пластин,

(1.2)

где п – число обкладок.

Емкость цилиндрического конденсатора

(1.3)

где l – длина конденсатора; D, d – соответственно внешний и внутренний диаметр.

Таблица 1.1

№ п/п	Диэлектрик	Толщина, мкм	Размер обкладок, мм	Расчетная формула	Cx, пФ	ε	tgδ
1	Фторопласт-4	20	15´650	(1.1)
2	Полистирол	20	14´140	(1.1)
3	Слюда	50	4´12, n = 12	(1.2)
4	Керамика		D = 6,4 мм; d = 5,9 мм; l = 25 мм	(1.3)
5	Полиэтилен-терефталат (лавсан)	10	6´150	(1.1)
6	Бумага	20	8´140	(1.1)
7	Сегнетокера-мика HK-2	1500	Диаметр 25 мм; n = 4	(1.2)

Таким образом, определение диэлектрической проницаемости сводится к измерению емкости конденсатора и вычислению ее по соответствующим соотношениям.

Балансируя мост резистором R₀ по реактивной составляющей и резистором R_отс по активной составляющей, добиваются минимального тока, который течет через диагональ моста, в которую включен гальванометр. При равновесии моста выполняются соотношения

Отсчет значений C_x и tgδ высчитывается непосредственно по шкале прибора.