- •Лабораторный практикум по Электрофизическим методам исследования диэлектриков
- •Введение
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований электротехнических материалов
- •1.1. Мосты переменного тока
- •1.1.1. Мост переменного тока р577
- •1.1.2. Мост переменного тока р5026
- •1.1.3. Мост переменного тока р5058
- •1.1.4. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения о варисторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрация и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Поляризация диэлектриков Лабораторная работа № 3.1 "Исследование жидкокристаллических индикаторов"
- •3.1. Теоретические сведения о жк-индикаторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к измерениям
- •2. Изучение жк-сегментов индикатора
- •4. Исследование зависимости емкости Сn(u)
- •5. Определение зависимости значений Uпор от частоты f
- •6. Определение частоты fкр в зависимости от напряжения
- •7. Определение зависимостей ε(f) и tgδ(f) материала
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2 "Активная сегнетокерамика"
- •3.2. Основные свойства сегнетоэлектриков
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •1. Испытание 1.
- •2. Испытание 2
- •2.6. Анализ зависимости параметров диэлектрика от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.3 "Исследование свойств радиочастотных кабелей"
- •3.3. Теоретические сведения о радиочастотных кабелях
- •3.3.1. Распространение электромагнитных волн по кабелю
- •3.3.2. Обозначение и строение радиочастотных кабелей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Диэлектрические потери Лабораторная работа № 4.1 "Исследование зависимости ε и tg диэлектрика от температуры и частоты"
- •4.1. Методы оценки диэлектрических потерь
- •4.1.1. Схемы замещения реального конденсатора
- •4.1.2. Расчет величины активных потерь в диэлектрике
- •4.1.3. Мост переменного тока р577
- •4.1.4. Зависимость tg от температуры и частоты
- •4.1.5. Зависимость от температуры и частоты
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Пробой диэлектриков Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Общие сведения о пробое воздуха
- •5.1.1. Влияние различных факторов на пробой воздуха
- •5.1.2. Описание эксперимента
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Тепловые свойства диэлектриков Лабораторная работа № 6.1 "Исследование тепловых свойств диэлектрических материалов"
- •6.1. Методы оценки тепловых потоков
- •6.1.1. Параметры теплового потока
- •6.1.2. Теплопроводность плоской стенки
- •6.1.3. Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.1.4. Влияние факторов на коэффициент теплопроводности
- •6.1.5. Понятие о нагревостойкости материалов
- •6.1.6. Методы измерения температуры и теплового потока
- •6.1.7. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 7. Радиокомпоненты Лабораторная работа № 7.4 "Анализ рядов сопротивлений и конденсаторов"
- •7.1. Номинальные параметры резисторов и конденсаторов
- •7.1.1. Ряды сопротивлений и конденсаторов
- •7.1.2. Гистограмма распределения элементов в серии
- •7.1.3. Экспериментальное построение гистограммы выборки
- •7.1.4. Резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к исследованиям
- •2. Исследование параметров резисторов
- •3. Исследование параметров конденсаторов
- •4. Анализ параметров резисторов и конденсаторов smd
- •Отчетные материалы
- •Тема 8. МаГнитные материалы Лабораторная работа № 8.1
- •8.1. Магнитные законы и материалы
- •8.1.1. Магнитные законы
- •8.1.2. Расчет магнитного поля с помощью закона полного тока
- •8.1.3. Общая характеристика магнитных материалов
- •8.1.4. Основные свойства ферромагнитных материалов
- •8.1.5. Магнитные цепи
- •8.1.6. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование магнитных свойств соленоидов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 8.2
- •8.2. Общие сведения об экранировании магнитного поля
- •8.2.1. Электромагнитное экранирование
- •8.2.2. Количественная оценка эффекта экранирования
- •8.2.3 Описание лабораторной установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к испытаниям
- •2. Определение зависимости индукции в(h) без экранов
- •3. Определение экспериментальной величины э при различных экранах
- •3.1. Исследование экрана из немагнитного полимерного материала
- •Экспериментальная таблица для каждого из экранов
- •3.7. Исследование экрана из немагнитного металлического материала
- •3.8. Исследование экрана из ферромагнитного материала
- •3.9. Исследование двухслойного экрана из различных материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 9. Оптическая пирометрия Лабораторная работа № 9.1
- •9.1. Модели и методы оптической пирометрии
- •9.1.1. Параметры и характеристики теплового излучения
- •9.1.2. Законы теплового излучения
- •9.1.3. Оценка температуры яркостным пирометром
- •9.1.4. Оценка теплового потока от нагретого тела
- •9.1.5. Схема установки и работа с пирометром оппир-017
- •9.1.6. Расчет температуры с помощью оптического пирометра
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов Определение яркостной температуры Тя и расчет температуры т
- •Отчетные материалы
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
Подготовка к работе
Лабораторная работа относится к теме: Поляризация, ″Жидкие кристаллы″. Предварительно необходимо выполнить задания контрольной работы (РГЗ).
В "заготовке" к работе следует описать:
– метод измерения емкости, расчета относительной диэлектрической проницаемости, схему моста переменного тока, необходимые формулы для расчета ε;
– виды различных ЖК и особенности эффектов, которые проявляются в ЖК;
– табличные данные, значения ЖК-материалов, используемых при изготовлении индикаторов (табл. 3.1);
– строение ЖК-индикатора;
– зависимость (U) ЖК-диэлектрика от напряжения;
– особенности маркировки ЖК-индикаторов;
– принцип работы поляризаторов;
– работу моста Р577 (см. главу 1).
Таблица 3.1
-
Материал
Материал
а
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
Измерения и обработка результатов
1. Подготовка к измерениям
Изучите содержание стенда. По разрешению преподавателя включите измерительные приборы: генератор, осциллограф, мост переменного тока (режим внешний генератор).
Подключите ЖК-индикатор к соответствующим клеммам моста переменного тока.
2. Изучение жк-сегментов индикатора
2.1. Установите значение частоты f генератора переменного тока, равное f = 2 кГц = 2·103 Гц.
Плавно увеличивая напряжение на выходе генератора (от 0 В), определите значение порогового напряжения Uпор, при котором появляются отдельные элементы сегментов. Запишите данное значение Uпор (табл. 3.2).
Таблица 3.2
Параметр |
Значение |
Параметр |
Значение |
Форма изображения |
Uпор, В |
? |
b, м |
? |
? |
Uраб.мин, В |
? |
h, м |
? |
|
Cn, нФ |
? |
n сегментов |
? |
|
С, нФ |
? |
S, м2 |
? |
|
град |
? |
εII мах |
? |
|
l, м |
? |
ε мин |
? |
2.2. Определите минимальное рабочее напряжение Uраб мин, при котором устойчиво видны все сегменты. Для этого следует добиться получения на индикаторе устойчивого изображения сегментов по мере увеличения выходного напряжения генератора (регулируется потенциометром с цифровой шкалой). Графически изобразите структуру индикатора и подсчитайте количество n, внешний вид, структуру сегментов (одна цифра – до семи сегментов), которые видны на индикаторе.
2.3. Учитывая, что через ЖК-материал проходит поляризованный свет с выраженной плоскостью поляризации, дайте оценку поляризованности излучения, исходящего от индикатора.
Вращая поляризатор, определите угол , на который необходимо повернуть главную плоскость от положения наилучшей видимости до полного затемнения изображения поля индикатора (появления темного фона).
3. Измерение емкости Сn при напряжении U > Uраб
3.1. Установите напряжение U = 11 В > Uраб. мин (f = 2 кГц).
Примерные начальные режимы осциллографа: усиление: 1- 0,5; развертка: 1; мост: N4 = 10 –4 или 10-3; используйте любую схему замещения, выбирая оптимальные режимы для измерения.
Проведя балансировку моста (см. главу I), определите значение полной емкости Сn всех n видимых сегментов индикатора.
3.2. Оцените значение tgδ диэлектрического материала.
3.3. Рассчитайте величину диэлектрической проницаемости εII материала. Представьте расчеты преподавателю перед выполнением следующих пунктов.