2.2 Опис лабораторного обладнання

В даній роботі використовується вимірювач добротності (куметр) Е9-4, зовнішній вигляд якого зображений на рисунку 2.2, а спрощена електрична схема якого наведена, на рисунку 2.3.

V₂ V₁

Рисунок 2.2 – Зовнішній вигляд вимірювача добротності Е9-4

Г V₁ V₂ C₀ C_x R_x

Рисунок 2.3 – Спрощена схема вимірювача добротності

Генератор Г забезпечує живлення коливального контуру напругою до 60 В із частотами в діапазоні від 35 кГц до 50 МГц. За допомогою вольтметра V₁ ("Рівень") встановлюють і контролюють рівень на­пруги генератора. Опір R є еквівалентним активним опором колив­ального контуру. Змінні котушки індуктивності L дозволяють прово­дити вимірювання на різних частотах. Вольтметром V₂ (шкала Q на передній панелі приладу) вимірюють напругу на ємності контуру. Вольтметр V₂ проградуйований в одиницях добротності. Ємність при заданій частоті прикладеної напруги та фіксованій індуктивності дає можливість настроювати коливальний контур в резонанс.

Досліджуваний зразок матеріалу приєднується до затискачів 1 та 2 ( ). В приладі при визначенні діелектричної проникності та тангенса кута діелектричних втрат tgδ діелектриків використаний резонансний метод. Для визначення ємності та tgδ досліджуваного зразка діелектрика необхідно два рази настроїти контур в резонанс: без зразка, визначивши параметри контуру і , та з зразком, визначаючи параметри контуру і .

Ємність досліджуваного зразка

. (2.5)

Добротність контуру – це відношення хвильового опору контуру до його активного опору

, (2.6)

де – хвильовий опір,

– резонансна частота.

Тангенс кута діелектричних втрат tgδ досліджуваного зразка виражається через добротність контуру без зразка та з зразком співвідношенням:

. (2.7)

3.3 Послідовність виконання роботи

3.3.1 Налаштування куметра е9-4

1. Ознайомитися з будовою куметра Е9-4, вивчити методику вимірювання ємності та добротності.

2. Перемикач режиму роботи поставити в положення "Встановлення нуля".

3. Ручку "Рівень" поставити в крайнє ліве положення.

4. Ввімкнути прилад, дати йому прогрітися протягом 10-15 хвилин.

5. Перемикач шкали встановити в положення "200".

6. Ручками "Нуль Q" та "Нуль рівня" встановити стрілки вольтметрів та на нульові позначки.

7. Перемикач режиму роботи перевести в положення "Калібрування".

8. Ручкою "Рівень" встановити стрілку вольтметра V₁ навпроти червоної риски.

9. Потенціометром "Калібрування 200" встановити стрілку вольтметра добротності "Q" навпроти поділки 200.

10. Повторити операції (пункти 5–9) при інших положеннях перемикача шкали добротності .

3.3.2 Вимірювання ємності та добротності

1 Перемикач режиму роботи поставити в положення "Вимірю­вання".

2 Ручку "Рівень" поставити в крайнє ліве положення, перемикач шкали – в положення "200".

3 До затискачів приєднати еталонну котушку, яка відповідає заданому діапазону частот.

4 Встановити ємність змінного конденсатора в положення, задане викладачем.

5 Ручкою "Частота'' встановити в контурі резонанс за макси­мальним відхиленням стрілки вольтметра .

6 Записати значення ємності та добротності в таблицю 2.1.

7 До затискачів під’єднати електроди. Встановити між електродами один з досліджуваних зразків.

8 Ручкою "Ємність" встановити в контурі резонанс. Для підвищен­ня точності відліку ємність по основній шкалі виставити на ближню цілу поділку, а більш точно резонанс встановити за допомогою підстроювального конденсатора, покази якого просумувати з основною ємністю з відповідним знаком.

9 Записати значення ємності та добротності в таблицю 2.1.

10 Повторити вимірювання ємності та добротності з іншими зразками та при інших заданих викладачем частотах.

11 Виміряти товщину діелектрика, ширину та довжину електродів.

Результати вимірювань записати в таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 – Результати вимірювань і розрахунків

Назва матеріалу	Результати вимірювань						Результати розрахунків
	Товщина , м	Частота , Гц	, Ф		, Ф		, Ф