Зерттеліп жатқан диэлектриктік конденсатордың сыйымдылығы келесі қатынаспен анықталады:

(7.4)
бұл жерде ε0=8,845 10-12 - электр тұрақтысы (вакуумның диэлектриктік өтімділігі);

ε – зерттеліп отырған диэлектриктің салыстырмалы диэлектриктік өтімділігі;

S - м2-дегі конденсатор пластиналарының ауданы. Тәжірибеде конденсатордың жоғарғы пластинасының ауданы ескеріледі.

d – зерттелуші диэлектриктің қалыңдығына тең конденсатор пластиналарының арақашықтығы, метрмен өлшенеді;

Зерттеліп отырған диэлектриктің салыстырмалы диэлектриктік өтімділігін анықтау үшін өлшенген сыйымдылығы С дәл сол геометриялық өлшемді, тек диэлектриксіз конденсатордың (пластиналар арасындағы орта - ε0 диэлектриктік өтімділікті вакуум) C0 есептік сыйымдылығымен салыстырылады
(7.5)
Сыйымдылықтар қатынасы
(7.6)
яғни зерттелуші диэлектриктің салыстырмалы өтімділігіне тең.

Диэлектриктік шығындар бұрышының тангенсі конденсатордың С сыйымдылықты идеалды конденсатор мен онымен тізбектей жалғанған R кедергісінен тұратын тізбектелген орын ауыстыру сұлбасы үшін анықталады. ω жиілігіндегі өлшеулерде диэлектриктік шығындар тангенсі тізбектегі активті (R) және (1/ωC) сыйымдылық кедергілердің қатынасына тең
tgδ= (7.7)
мұнда ω=2πf – бұрыштық жиілік, с-1
Осыдан конденсатордың тізбектелген орын ауыстыру сұлбасының R кедергісін анықтауға болады:



(7.8)


Диэлектриктік шығындар бұрышының тангенсі неғұрлым аз болса, сыйымдылық та соғұрлым жақсы болады. Бұл параметр сыйымдылықтың ішкі шығындарын сипаттайды.
Тәжірибе жүргізу ережелері.

• 
  Тәжірибеде пайдаланылған "жүйе"блогының шығысының ауысып қосылғанына көз жеткізіңіз.
  
• 
  Қоректену шығысын 224.1 7.1 сұлбасына сәйкес "RLC өлшегіш "(533) және бір фазалы қоректендіру көздеріне G1 220B розетканы шығысқа қосу керек.
  
• 
  Бірфазалы қоректендіру көзіндегі G1 қорғаныс құрылғысымен автоматты сөндіргішті қосу керек.
  
• 
  "RLC өлшегіш "(533) сөндіргішті қосу керек.
  
• 
  Таңдаңыз:
  

─ өлшенетін параметрлер түрінің сыйымдылығы C (батырма "R/L/C");

─ қосымша өлшенетін параметр-тангенс дельта D (батырма "Q/D/R");

---

─ орын бастын бөлшектер сұлбасы – тізбектері (батырма "ПАР/ПОСЛ","SER");

─ өлшеу жиілігі – 120Гц─;

• 
  4.1 суретте көрсетілгендей сыналған диэлектрик үлгілерін конденсатор пластинасына орналастырып және RLC өлшегішіне конденсаторды қосу керек, конденсатор блогының жоғарғы пластинасын 2355 төменде орналасқан пластиналардың шамамен ортасына теңдей арақашықтықта орнату қажет.
  
• 
  Конденсатор шығысынан 10…15 см арақашықта бөгде және электроөткізгіш заттар болмауы қажет; Құрылғының және конденсатор шығысының пластинасына кернеу берілісі болмайды!
  
• 
  Сыйымдылықты өлшеуден бұрын конденсаторды бәсеңдетіп, оның қорытындыларын тұйықтау қажет!
  
• 
  Конденсатордың диэлектрлі C және tgδ (D) сыйымдылығын өлшеу керек. Өлшенгендердің мағыналарын белгілеу үшін "Ұстап тұру" батырмасын басқанда тоқтаған "H" белгісі шығады.
  
• 
  4.5 формуласына сәйкес диэлектрсіз конденсатор сыйымдылығын өлшеу қажет. Ауданы S конденсатор пластинаның жоғарғы жағында көрсетілген, пластина арасындағы арақашықтық d диэлектрлік қалыңдығына тең сынау үлгілерінде көрсетілген.
  
• 
  4.6 формуласы бойынша диэлектрлікке қатысты сыналатын диэлектрик өткізгішін және тізбектің орнын басатын кедергілерді есептеңіз.
  
• 
  4.1 кестесіне өлшеу нәтижелерін енгізіңіз және басқа да диэлектриктер үлгілері үшін өлшеуді қайталау қажет.
  
• 
  Жұмыс аяқталғаннан кейін G1(218) қоректену шығысын сөндіру қажет.
  

7.1кесте- Тәжірибе нәтижелері

Мысал	d, м	С, нФ	tgδ	R, Ом	С0, нФ	ε
ПВХ	0,004
ДВП	0,0032
Орг.әйнек	0,002
Әйнек текстолиті	0,0012

---

Бақылау сұрақтары:

1. 
   Диэлектрлік жоғалту дегеніміз не?
   
2. 
   Жоғалтудың қандай түрлерін білесіз?
   
3. 
   Диэлектрлік өткізгіш қатынасына сипаттама беріңіз?
   
4. 
   Жүргізілген сынауға сәйкес оқшауланған материалдар арасындағы қасиеті жағынан қайсысы жоғары екенін анықтаңыз?
   
5. 
   Диэлектрлі жоғалудың бұрыштық тангенсі дегеніміз не?
   
6. 
   Оқшауланған сапа индикаторларын қалай бағалау керек?
   

№8 Зертханалық жұмыс

Диэлектриктің поляризациялы сипаттамасын алу және температураға тәуелділігін анықтау.
Жұмыстың мақсаты: тәжірибе жүзінде әр түрлі температурада сызықтық емес конденсатордың q (u) кулон-вольттық сипаттамасын алу керек. Ішінен бір температура мағынасына сәйкес поляризациялы диэлектрліктің Р(Е) сипаттамасын және диэлектрлі өткізгішке қатысты электр өрісіне (Е) тәуелділігін есептеу қажет.

Жалпы мағлұмат:

Диэлектрик энергиясы жұтылу кезінде электр өрісін құруда электрондар және атомдар немесе иондар орбитасының өзгеруімен сипатталатын қалпына байланысты болыды (диэлектрлік құрылымына тәуелді). Электр өрісінде бір электродты оң қуатына байланысты сынайды, ал сол қуаты жағынан тебу құбылысы болады, оң электродтарға бағытталуы бойынша біршама жылжиды. Атомдар немесе иондар ішінде электрондардың жылжуын электр поляризациясы деп атайды. Ол әрбір атом немесе иондарды дипольға айналдырады, оң және теріс қуаттардың орталығы бір-бірімен сәйкес келмейді және олардың арасында біршама арақашықтық пайда болады.

Көп жағдайда диэлектрик - электр өрісінің кернеуіне электрлікті жылжыту арқылы сызықтық тәуелділікпен сипатталады. Ерекше топтарға өріс кернеуінің бағытымен жылжыған сызықтық емес диэлектрик жатады. Мұндай диэлектриктерді сегнетоэлектрик деп атайды. «Сегнетоэлектрик» атауы алғаш рет сегнет тұздарында табылуымен байланысты.

Поляризациялы бөлік элементарлы электр жағдайының деңгейін анықтайды:

µ=q∙l (8.1)
q-элементарлы қуат.
Поляризациялық диэлектрик көлемінің бірлігіндегі элементарлы электрлік моменттер қосындысы дене тығыздығына тәуелді поляризация интенсивтігін немесе поляризациялығын анықтайды.

Аз тығыздықты газдарға қарағанда электронды поляризация салыстырмалы түрде әлсіз, газдарда электрлі өткізгіштің бірлігі тығыздық дәрежесіне тәуелділігімен айрықшаланады. Қатты және сұйық денелерде электронды поляризациясының интенсивтілігі жоғары болады.

---

Электронды поляризациялау кезінде диэлектрлік өткізгіш жиілікке тәуелді емес: ағымның жартылай жалғасу кезіндеде электрондар бақылау нүктесіне жылжып үлгереді, сондықтан - сек аралығында поляризациялау аяқталуы талап етілген. Электронды поляризациялау кезінде электрондарды жылжыту қатты сипатқа ие болады, электр өрісінің жоғалуы және конденсаторлардың разрядталуы кезінде электрондар бұрынғы қалпына келеді, сондай-ақ барлық үрдісте энергиялар жұтылады.

Электронды поляризациялау себебінен электр өрісін құру кезінде конденсатордың қуатталған энергиясы барлық үрдістер шығынынан босатылады.

Электронды поляризациялардан басқа кейбір диэлектриктерде басқа да поляризациялар түрі болуы мүмкін.
Мысалы, ионды кристалдарға иондық сипат жатады.

Берілген поляризация мәні электр өрісінде иондар жұтылуымен қорытылады: оң болған кезде теріс электрондар жағына ал теріс болған кезде оң иондар жағына жылжиды. Бұл жылжыту анықталмаған арақашықтықта болады, электр өрісі болмағандықтан қатты сипатқа ие. Бос құрылымды ион кристаллдарында, атап айтқанда бөлшектері бос орналасқан жағдайда кристаллдық тор түйіндеріндегі иондар арақашықтығы иондардың радиусынан анағұрлым үлкен, сол себепті ион радиусының ауытқуы да үлкен болады. Бұл жағдайда көлем бірлігінде электрліктің қосынды мағыналары туындайды және сыйымдылық мағынасының өсуі қадағаланады. Бір электронды поляризацияға негізделген диэлектрлік өткізгіштен тұруы мүмкін.

Г.И.Сканави зерттеулеріне сүйенсек, иондық поляризация құбылысын зерттеуде минералдарда 160-қа тең диэлектрлі өткізгіштердің бар екендігі анықталды. Зерттеу нәтижесінде керамикалық материалдар табылды, интенсивті поляризация иондарының жылжуында диэлектрлі өткізгіштер мағынасы көп болды. Көрсетілген ақпараттар тәжірибе жүзінде қызығушылықты тудырады, сондай-ақ көлем бірлігі жағынан меншікті сыйымдылығы жоғары конденсатор алу мүмкіндігі бар.

Иондық поляризацияны орнату уақыты электрондыға қарағанда көбірек, себебі иондар массасы көптігіне байланысты.

---

Аппаратура тізімі

Белгіленуі	Атауы	Түрі	Параметрлері
G1	Бірфазалы қорек көзі	218	220 B / 16A
G2	Кернеу генераторының блогі	213.2	± 15B, 0…+15 B, 0..10B, - 15 B. 0.2..20 кГц
A4	«Электротехникалық материалдар» миниблоктар жиыны	600.18.	«Сегнетоэлектрик» Миниблоктар және «Бөлінген жүрекшесі бар транформатор»
A5	Мультиметр	1416	Цифрлы мультиметр MY60T
	USB осциллограф
	Ноутбук

Зертханалық қондырғы және байланыстардың электрлік сұлбасы
8.1 суретте- тәжірибелі қондырғының беріктік сұлбасы көрсетілген.

8.1 суретте-конденсатордың кулон-вольттық сипаттамасын алу үшін беріктік сұлбасы көрсетілген.
Синусоидалды кернеу тізбекке жоғарыланған трансформатор арқылы түседі, ол тізбектей жалғанған сызықтық конденсатор және сегнеэлектрлі оқшауланған К10-17 типті сызықтық емес конденсатордан тұрады. (Трансформаторды жоғарлату диэлектриктің жарықтылығына жету үшін қажет.) Бұл конденсаторларда қуаттары бірдей және кернеулері U₁ пропорционалды:

q = С U₁ (8.1)

U₁осцилогрофқа тікелей түседі ал U₂ кернеуі көлденең түседі. Осцилогрофта U₁ сигналды инвертрлеу үшін қажет, яғни оң кернеуге сәйкес сәуле ауытқиды. Осциллограф экранында сызықтық емес конденсаторлар үшін q (u) тәуелділік пайда болады, әртүрлі температура үшін мысал түрлері 8.2 суретте көрсетілген. Осы бойынша поляризация сипаттамасын Р (Е) есептеуге болады.

---

Смотрите также файлы

• Мектеп атауы ылыми жоба таырыбы мысытар туралы не білдім ылыми жоба авторы сынып.docx

• Выполнение практических заданий по дисциплине консультирование на телефоне доверия.docx

• Психология воли.docx

• В этой работе освещаются вопросы воспитания любви к физической культуре, как неотъемлемому компоненту здорового образа жизни.docx

• Задача 1 (с решением).docx