- •Министерство транспорта России
- •Требования к выполнению лабораторных работ
- •Краткая теория измерений и вычислений.
- •Лабораторная работа №1. Исследование электростатического поля
- •Из сравнения последних выражений следует, что
- •Исследование электрического поля.
- •Лабораторная работа №2 (фпэ-02). Изучение электрических свойств сегнетоэлектриков.
- •Содержание: Теория поля. Методика работы. Аппаратное и программное обеспечение. Порядок выполнения работы. Контрольные вопросы.
- •Методика выполнения работы.
- •Аппаратное обеспечение
- •Приблизительный вид основного окна программы фпэ-02м показан на рис.5. Как видно из рис. 5, окно программы разбито на несколько областей отображения:
- •Окно списка сохраненных значений.
- •Окно диаграмм.
- •Панель инструментов
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа № 3 измерение токов, напряжений и сопротивлений.
- •Лабораторная работа № 4.
- •Режимы работы электрической цепи.
- •Порядок выполнения работы.
- •Лабораторная работа № 6 (фпэ-04м).
- •Окно списка сохраненных значений: в любой момент времени все текущие параметры измерения могут быть сохранены в списке для последующего просмотра, анализа , обработки и печати.
- •Панель инструментов:
- •Калибровка.
- •Методика измерения.
- •Лабораторная работа № 7 (фпэ-07). Изучение гистерезиса ферромагнитных материалов.
- •Лабораторная работа № 8 (фпэ-05м). Исследование явления взаимоиндукции.
- •Лабораторная работа №9 (фэп-03). Определение отношения заряда электрона к его массе методом магнетрона.
- •Лабораторная работа № 10 (фэп-06). Определение работы выхода электронов из металла.
- •Порядок выполнения работы.
- •Список литературы
Окно диаграмм.
Здесь отображается список сохраненных диаграмм (см. рис. 6) в координатах Ux-Uy и текущая измеряемая диаграмма.
Рис. 6.
Различными цветами на рисунке обозначены:
1. Текущая измеряемая диаграмма.
2. Выбранная диаграмма (см. окно списка).
3. Все остальные (т. е. не п.1 и не п.2) диаграммы.
Панель инструментов
Вся работа с программой ФПЭ-02М осуществляется с помощью панели инструментов, находящейся в нижней части окна программы, нажатием левой кнопки "мыши" в области соответствующей пиктограммы. При движении курсора "мыши" внутри областей пиктограмм появляется короткая подсказка о выполняемом действии. Панель инструментов условно разделена на несколько групп.
Порядок выполнения работы.
Задание 1. Получение основной кривой поляризации, опр. коэрцитивной силы и остаточной поляризации.
1. Ознакомиться с описанием установкииметодом измерения.
2. Подготовить установку к работе: вывести ручки потенциометров в нулевое положение, переключатель термостата поставить в нейтральное положение, подключить к измерительной схеме сегнетоэлектрический конденсатор Сх.
3. Включить компьютер, подать напряжение на рабочий модуль, вращением ручек потенциометров(R3 и R2) получить на экране осциллографа предельную петлю гистерезиса. Занести показания в окно сохранения данных.
4. Вычислить по формулам (5), (6), (7) и (9) максимальную величину электрического смещения D и напряжённости поля в веществе E, отношение U1/U x, величину электрической проницаемости , величины Dr и Ес, в последнем случае беря соответствующее напряжение (вычислив коэфф. отклонения).
5. Уменьшая величину выходного напряжения U1, получить семейство петель гистерезиса (см. рис.6)– не менее 7 петель. Для каждой петли произвести аналогичные вычисления, кроме 4 последних.
6. Записать результаты измерений в таблицу. Построить графики (см. рисунки 2.1, 2.2 и 2.3).
С2 = 1 мкФ, S = 21 мм2, h = 2 мм.
N n/n |
U1 В |
U1/Ux |
Ux В |
Uу В |
Dмак Кл/м2 |
Eмак В/м |
|
Ux(Ec) B |
Ec B/м |
Uy(Dr) B |
Dr Кл/м2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Задание 2. Определение точки Кюри.
При определении точки Кюри используется термостат, который может работать в двух режимах: «нагрев» – Выкл.– «охлаждение» (рис. 3.2 и рис 3.3). В термостате размещен только исследуемый сегнетоэлектрический конденсатор Сх. В процессе «нагрева-охлаждения» Сх можно фиксировать в памяти компьютера любое количество промежуточных петель гистерезиса и соответствующих им значений параметров U1, Uх, Uу и 0С, формируя базу данных эксперимента. Сохранённые данные эксперимента можно использовать для анализа, обработки или обсчета, а также сохранять на любом доступном носителе (HDD, FD, CD), а также выводить на печать. Драйвер печати поддерживает печать, как графических, так и алфавитно-цифровых элементов базы. Измеритель температуры, расположенный на лицевой панели модуля ФПЭ-02м работает только в автономном режиме выполнения лабораторной работы (без компьютерного комплекса). В основном штатном режиме отсчет температуры ведется по данным, отображаемым в окне и протоколе сохраненных значений.
1. Установить на экране максимальную петлю гистерезиса.
2. Включить подогрев сегнетоэлектрика.
3. Повторить измерения при разных температурах (не менее 12; через 2 градуса вначале, в конце через 1, а затем через 0,5 градуса).
N n/n |
U1 В |
U1/Ux |
Ux В |
Uу В |
Dмак Кл/м2 |
Eмак В/м |
|
Т С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. Построить зависимость проницаемости от температуры (см. рис. 2.4).