Методические указания по выполнению лабораторной работы

Исследование линейных диэлектриков Автоматизированный лабораторный практикум

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ КАФЕДРА НАНО- И МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ

Исследование линейных диэлектриков автоматизированный лабораторный практикум Методические указания по выполнению лабораторной работы

Пенза 2009

УДК 621. 315.61

УДК 621. 317.335.2

Абрамов В.Б., Карпанин О.В., Медведев С.П., Метальников А.М, .Печерская Р.М. Исследование линейных диэлектриков. //Методические указания по выполнению лабораторной работы. ПГУ, каф. НиМЭ, Пенза, 2009.

Методические указания подготовлены на кафедре нано- и микроэлектроники Пензенского государственного университета и предназначены для выполнения лабораторной работы по исследованию температурных зависимостей параметров линейных диэлектриков на автоматизированном лабораторном стенде.

Указания предназначены для использования в учебном процессе при подготовке специалистов инженеров, а также бакалавров и магистров по укрупненной группе специальностей и направлений подготовки 210000 – Электронная техника, радиотехника и связь.

Кафедра нано- и микроэлектроники Пензенского государственного университета

СОДЕРЖАНИЕ

1 Теоретическое введение

1.1 Основные определения

Диэлектрики - материалы, основным электрическим свойством которых является способность к поляризации и в которых возможно существование электростатического поля. При внесении в электрическое поле каких-либо диэлектриков, происходит изменение этого поля. Помещая диэлектрик между разноимённо заряженными пластинами, количество электричества на пластинах увеличивается при заданной разности потенциалов между ними, т.е., другими словами, увеличивается ёмкость конденсатора.

Поляризацией называют состояние диэлектрика, характеризующееся наличием электрического дипольного момента у любого элемента его объема. Количественной характеристикой поляризации служит поляризованность. Поляризованностью называют векторную величину, равную отношению электрического момента dp элемента объема dV к этому объему:

, (1)

где p – дипольный момент, который определяется произведением заряда на расстояние между центрами отрицательного и положительного зарядов. Поляризованность численно равна поверхностной плотности связанных зарядов и выражается в Кл/м².

Линейными называются диэлектрики, для которых в слабых полях характерна линейная зависимость поляризованности от напряженности внешнего поля.

P = ₀E = ₀( – 1)E, (2)

где  – диэлектрическая восприимчивость, ₀ = 8.85410^-12 Ф/м – диэлектрическая постоянная,  – диэлектрическая проницаемость. Диэлектрическая проницаемость характеризует способность поляризоваться и численно равна отношению емкости конденсатора с данным диэлектриком к емкости такого же по размеру конденсатора, если между обкладками – вакуум.

Дипольный момент элемента объема диэлектрика может появиться вследствие смещения различных заряженных частиц. Поэтому различают несколько видов поляризации, которые могут иметь место одновременно у одного и того же материала.