2.4. Зависимость  и tg  от частоты

Так как время установления электронной и ионной поляризаций весьма мало по сравнению со временем изменения знака напряжения, то электронная поляризация успевает полностью установиться за время, чрезвычайно малое по сравнению с полупериодом приложенного напряжения (отfв таких диэлектриках практически не зависит).

В неполярных диэлектриках и ионных с плотной упаковкой ионов, диэлектрические потери обусловлены сквозной электропроводностью и зависят от частоты поля: tg уменьшается с частотой по гиперболическому закону:

.

В ионных диэлектриках с неплотной упаковкой ионов зависимость будет иметь более сложный характер.

На рис. 25 показан график изменения от частоты для полярной жидкости типа совола. В начальный период величинасоответствует диэлектрической проницаемости при постоянном напряжении. Начинающееся затем снижение величины объясняется тем, что диполи не успевает следовать за изменением приложенного напряжения, угол поворота уменьшается, снижая тем самым эффект дипольной поляризации. С дальнейшем увеличением частоты ориентация диполей совершенно прекращается, в результате дипольная поляризация практически исчезает и величина диэлектрической проницаемости определяется лишь одной электронной поляризацией.

Зависимость tg дипольного диэлектрика от частоты при неизменной температуре показана на рис. 26.

Рис. 25. Зависимость  от частоты Рис. 26. Зависимость tg  от частоты

для жидкого полярного диэлектрика для жидкого полярного диэлектрика

Наличие частотного максимума в данном случае является следствием того, что диполи могут иметь максимальный угол поворота при ориентации под воздействием поля только при вполне определенной частоте, т.е. когда время, за которое изменяется направление электрического поля, становится соизмеримым со временем релаксации диполя.

3. Экспериментальная часть

3.1. Описание измерительной установки

В настоящей работе используется измеритель индуктивности и емкости ЛСМ1. С его помощью можно определить емкость конденсатора, индуктивность катушек, а также тангенс угла потерь. Зная же величину емкости конденсатора, его геометрическую форму и размеры, можно вычислить величину диэлектрической проницаемости диэлектрика конденсатора.

Прибор состоит из следующих основных элементов (рис. 27):

На передней панели прибора расположены:

1. индикатор результата измерения; 9. индикаторы режима измерения емкости;

2. кнопки выбора поддиапазона; 10. индикатор выбора канала;

3. индикатор шкалы; 11. индикатор связи с ЭВМ;

4. индикатор температуры; 12. кнопка выключателя “Сеть”;

5. кнопки выбора температуры; 13. кнопка переключения канала;

6. индикатор нагрева; 14. кнопка переключения режима

7. термокамера; измерения емкости;

8. индикаторы режима измерения 15. кнопка переключения режима

индуктивности; измерения индуктивности;

Рис. 27. Внешний вид прибора ЛСМ1