Цель работы: изучить электрические свойства диэлектриков,

измерить диэлектрическую проницаемость

предлагаемых пластин.

Приборы и материалы: составной плоский конденсатор с набором

пластин диэлектрика, генератор

переменной ЭДС, измеритель частоты,

катушка взаимной индуктивности,

масштабная линейка, провода.

Теоретическая часть.

К диэлектрикам относятся вещества, в которых невозможно свободное перемещение электрических зарядов под действием электрического поля.

Характерным для неполярных диэлектриков является симметричное расположение атомов в молекулах, благодаря чему без внешнего электрического поля центр положительных зарядов ядер точно совпадает с центром электронной оболочки. Во внешнем электрическом поле такие молекулы деформируются. В итоге каждая молекула превращается в диполь с дипольным моментом:

направленным всегда по направлению внешнего электрического поля. Где q-суммарный положительный заряд ядер, а l-вектор, проведенный от центра (-) зарядов к центру (+) зарядов.

Молекулы некоторых диэлектриков являются диполями по своей природе даже при отсутствии внешнего электрического поля.

Усредненной характеристикой степени поляризованности диэлектрика является вектор поляризации:

Поскольку для большинства диэлектриков

где -абсолютная диэлектрическая восприимчивость, зависящая как от системы единиц, так и от свойств диэлектрика, то:

- есть относительная диэлектрическая восприимчивость,

зависящая только от свойств диэлектрика.

Практическая часть.

1)

300 Суммарная площадь сплошных прокладок.

130 S=2*(300*200)=120000 мм² =0,12 м²

200 170 Площадь дырок: S₁=4*(130*170)=88400 мм² =

=0,09 м²

Вычислим : S₂=S-S₁=0.12-0.09=0.03 м²

S₂=0.015

S₁=0.045

2) Частота от 20 кГц до 200 кГц

в₁=78,5 кГц

Инструментальная погрешность в=0,5*0,5=0,25

в₂=77,5 кГц ; в₃=79,5 кГц

3) д1=88,792 кГц ; д2=88,490 кГц ; в3=87,500 кГц

д=0,5*0,002=0,001

4) Значение диэлектрической проницаемости и погрешность косвенного изменения:

E=E(S/S+2(в/в)+2(д/д))

п=96,2 кГц

E =(S1*в² (п² -д² ))/( S1д² (п² -в² )-S2*п² (в² -д²))

№ п/п в, кГц в, кГц в, кГц в, кГц S₁, см² S₂, см² S₁, см² S₂, см² Е Е

1 78,5 88,792

2 77,5 88,490 0,25 0,001 884 300 0,045 0,015 0,44 0,22

3 79,5 87,500

Вывод: проделав лабораторную работу, мы изучили электрические

свойства диэлектриков и измерили диэлектрическую

проницаемость пластин.