- •Введение
- •№ 1. Измерение активного сопротивления методом амперметра и вольтметра
- •Цель работы
- •Теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •3. Описание установки и методики эксперимента
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№5. Изучение термоэлектронной эмиссии
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание экспериментальной установки
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№6. Изучение работы электронного осциллографа и исследование с его помощью периодических и импульсных процессов
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№7. Изучение электронно-дырочного перехода в полупроводниках
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Практические задания
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№8. Исследование последовательных цепей переменного тока
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№9. Определение удельного заряда электрона
- •Цель работы
- •Краткое теоретическое введение
- •Порядок выполнения работы
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Простейшие методы расчета схем с нелинейными сопротивлениями
- •Рабочее задание
- •Контрольные вопросы
- •Описание установки и методика эксперимента
- •Методика измерения
- •Контрольные вопросы
- •Литература
- •№12. Изучение плазменных (газоразрядных) приборов
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки и методики измерений
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
- •№ 13 Сегнетоэлектрики
- •1. Цель работы
- •2. Краткое теоретическое введение
- •3. Описание экспериментальной установки.
- •4. Рабочее задание
- •5. Контрольные вопросы
- •6. Литература
3. Описание экспериментальной установки.
Образец представляет собой небольшой диск из титаната бария – сегнетоконденсатор.
Исследование гистерезиса зависимости заряда на обкладках конденсатора от приложенного напряжения производится с помощью схемы, изображенной на рис. 2.
|
Рис. 2. Схема экспериментальной установки. |
Напряжение от генератора подается на вход повышающего трансформатора, а с него на делитель напряжения, состоящий из сопротивлений R1=7 МОм и R2=660 кОм. Параллельно делителю включены две последовательно соединенные емкости: сегнетоконденсатор С с исследуемым образцом и эталонный конденсатор Сэ=0,15 мкФ, причем ССэ. Из схемы видно, что горизонтальные отклонения электронного луча на экране осциллографа пропорциональны напряжению, приложенному к образцу. Вертикальные отклонения пропорциональны напряжению на эталонном конденсаторе, пропорциональному заряду Q, одинаковому для эталонного конденсатора и сегнетоконденсатора:
. (5)
При прохождении переменным напряжением полного цикла изменения электронный пучок опишет замкнутую кривую Q=f(U) зависимости заряда на конденсаторе С от приложенного к нему напряжения. Эта кривая представляет собой петлю гистерезиса. А поскольку напряжение на эталонном конденсаторе пропорционально также поляризации Р и индукции D, то наблюдаемая на экране кривая изображает также зависимость поляризации и индукции от напряженности поля.
Электрическая схема для изучения гистерезиса смонтирована на специальной панели.
Напряжение от генератора подается на клеммы, соединенные с первичной обмоткой повышающего трансформатора.
К клеммам “Х” и “Y” панели подключаются горизонтальный и вертикальный входы осциллографа (см. рис. 2).
4. Рабочее задание
4.1. Собрать схему в соответствии с рис.2, включить приборы в сеть и прогреть их.
4.2. Установить частоту генератора f=300 Гц, так как эта частота наилучшим образом соответствует параметрам данной схемы.
4.3. Подбирая режим работы генератора и осциллографа, добиться появления на экране осциллографа петли гистерезиса.
4.4. Изменяя напряжение на образце в пределах 200-600 В, наблюдать за изменением сигнала, характеризующего величину полной поляризации Р, остаточной поляризации, коэрцитивного напряжения.
4.5. Определить зависимость диэлектрической проницаемости сегнетоэлектрика, вычисляемой по формуле
в зависимости от напряженности электрического поля в образце. Найденную зависимость отобразить графически.
4.6. Определить величину максимального напряжения, подаваемого на образец, при котором петля гистерезиса еще не наблюдается и соответствующую ему напряженность поля Е.
4.7. Петлю гистерезиса, полученную при наибольшем напряжении на образце, изобразить графически в координатах Р, Е.
4.8. Построить график зависимости Рполн = Р(Е).
5. Контрольные вопросы
5.1. Какие вещества относят к сегнетоэлектрикам? Какими свойствами обладают сегнетоэлектрики? Что такое домены?
5.2. Какими параметрами характеризуется поведение диэлектриков в электрическом поле?
5.3. В чем заключается поляризация диэлектриков? Какие типы поляризации имеют место в диэлектриках?
5.4. Как изменяется диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков при их нагревании?
5.5. В чем сущность гистерезиса в сегнетоэлектриках?
5.6. Как описываются потери энергии в диэлектриках?
5.7. Почему температурные зависимости диэлектрической проницаемости титаната бария, снятые при нагреве и охлаждении, могут различаться?
5.8. Как используется осциллограф для наблюдения гистерезиса в титанате бария?