6. Определение температуры Кюри

Определение температуры Кюри проводится по зависимости диэлектрической проницаемости от температуры ε(Т) для максимальной петли гистерезиса. Для этого установите напряжение генератора 10 В. Определите XиY-координаты положительной вершины петли гистерезиса. Данные о координатах вершины и температуре занесите в таблицу 7. Установите последовательно следующий температурный ряд: 40, 60, 65, 70, 75, 80, 85⁰С.Интервал между измерениями 3 мин. Для каждой температуры фиксируйтеY-координату вершины петли гистерезиса. По окончании измерений отключите нагрев образца и включите вентилятор на стенде. Охлаждение осуществлять в течение 5 мин. Все данные внесите в табл. 7.

Таблица 7

T, 0C	X		Y		Cэф

Для расчета ε использовать выражение (20).

По результатам табл. 7 построить зависимость ε_эф(Т) и определить из графика температуру Кюри как точку максимальной величины диэлектрической проницаемости.

4. Содержание отчета

1. Принципиальная схема установки.

2. Результаты измерений табл. 4...6.

3. Формулы, по которым ведутся расчеты.

4. Графики зависимостей (основная кулон-вольтная кривая),.

5. Выводы по проделанной работе.

5. Контрольные вопросы

1. Какие материалы называются сегнетоэлектриками? Физическая сущность спонтанной поляризации.

2. Каковы основные свойства сегнетоэлектриков?

3. Что такое диэлектрический гистерезис? Назовите его причины. Что такое остаточный заряд и коэрцитивное поле?

4. Какова зависимость диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика от? Что такоеКюри, какие процессы происходят в кристалле сегнетоэлектрика при переходе через_Кюри?

6. Объясните зависимость отЕ.

7. Почему и как с помощью гистерезисной петли можно определить потери и ? Почему на экране осциллографа можно наблюдать зависимостьQ-Uдля испытуемого конденсатора?

8. Типы сегнетоэлектриков, их применение.

9. Заряд плоского конденсатора с электродами 10х10 мм²равен 0.1 нКл. Определить емкость и разность потенциалов между электродами, если расстояние между ними 5 мм, а= 5. Как измениться емкость, если в качестве диэлектрика взять сегнетоэлектрик с= 5000?

10. Заряд плоского конденсатора с электродами 15х15 мм²равен 0.1нКл. Определить емкость и разность потенциалов между электродами, если расстояние между ними 5 мм, а в качестве диэлектрика используется титанат бария.

11. Спонтанная поляризация Р монокристаллов титаната бария при комнатной температуре равна 0.25 Кл/м². Предполагая, что причиной возникновения спонтанной поляризации является только смещение иона титана из центра элементарной кубической ячейки, определить величину этого смещения Δl. Период элементарной кристаллической ячейкиа= 0.4 нм.

Лабораторная работа №3

Зависимость идиэлектриков

ОТ ТЕМПЕРАТУРЫ

1. Цель работы

Определение зависимости иразличных диэлектриков от температуры.

2. Теоретическое введение

2.1. Поляризация диэлектриков

Характерным для любого диэлектрика процессом, возникающим при воздействии на него электрического напряжения, является поляризация – ограниченное смещение связанных зарядов или ориентация дипольных молекул.

О явлениях, обусловленных поляризацией диэлектриков, можно судить по значению диэлектрической проницаемости, а также по величине диэлектрических потерь, если поляризация диэлектрика сопровождается рассеянием энергии.

Относительная диэлектрическая проницаемость представляет собой отношение заряда Q, полученного при некотором напряжении на конденсаторе, изготовленном из данного диэлектрика, к зарядуQ₀, который можно было бы получить на конденсаторе тех же размеров и при том же напряжении, если бы между электродами находился вакуум:

. (22)

Величина относительной диэлектрической проницаемости всякого вещества не зависит от выбора системы единиц, являясь безразмерной величиной.

Рассматривая явления поляризации с учетом агрегатного состояния и структуры диэлектрика, следует различать два основных вида поляризации.

К первому виду относится поляризация, протекающая в диэлектрике под воздействием электрического поля практически мгновенно, вполне упруго, без рассеяния энергии. К этому виду относятся электронная и ионная поляризации.

Поляризация второго вида нарастает и убывает замедленно и сопровождается рассеянием энергии в диэлектрике, т. е. нагревом. Поляризация такого вида называется релаксационной. К этому виду относятся дипольно-релаксационная, ионно-релаксационная и электронно-релаксационная, а также миграционная поляризация, возникающая в твердых диэлектриках неоднородной структуры.