Последовательность проведения эксперимента. 1. Произведите измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрика при комнатной температуре (начальное значение температуры внутри рабочей

1. Произведите измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектрика при комнатной температуре (начальное значение температуры внутри рабочей камеры термостата) для этого:

1.1. Для включения режима регулирования нажмите кнопку «ИЗМЕР» на передней панели термостата и измерьте значение температуры по цифровому индикатору.

1.2. На измерителе RLC кнопкой «L/C/R»задайте измерение емкости (на ЖК-дисплее в левой стороне отобразится буква C).

1.3. На измерителе RLC кнопкой «Q/D/R»задайте измерение тангенса угла диэлектрических потерь (на вспомогательном индикаторе ЖК-дисплея в средней части отобразится буква D).

1.4. На измерителе RLC кнопками «ЧАСТ» и«ПАР/ПОСЛ (PAL/SER)»установите необходимую частоту измерительного напряжения и схему замещения в зависимости от величины измеряемой емкости в соответствии с табл. 3.

Таблица 3

Выбор схемы замещения и частоты тест-сигнала

Емкость	Схема замещения	Частота
Менее 400 пФ	параллельная	1 кГц
От 400 пФ до 1 мкФ	последовательная	120 Гц или 1 кГц
Более 1 мкФ	параллельная	120 Гц

1.5. Произведите отсчет значений емкости и тангенса угла диэлектрических потерь по соответствующим индикаторам измерителя.

2. С помощью кнопок «УСТАНОВКА  » или «УСТАНОВКА + » задайте требуемую температуру нагрева термостата на цифровом индикаторе.

3. Контролируйте нагрев термостата до заданной температуры по состоянию светодиодных индикаторов: «МЕНЬШЕ», «НОРМА», «БОЛЬШЕ».

При зажигании светодиода «НОРМА» (дублируется звуковым сигналом) необходимо сделать, выдержку 2–3 мин для обеспечения установившегося температурного режима внутри рабочей камеры термостата. После наступления установившегося температурного режима проведите измерения емкости и тангенса угла диэлектрических потерь.

Обработка и анализ полученных результатов

1. Результаты измерений емкости и тангенса угла диэлектрических потерь диэлектриков при различных температурах занесите в табл. 4.

Таблица 4

Влияние температуры на диэлектрические характеристики материалов

(частота тест-сигнала – 120 Гц или 1 кГц, схема замещения – последовательная или параллельная)

Диэлектрик	dэл, м	t,˚C	C, Ф	tg δ		kп = ε ∙ tg δ
Материал 1 (h = ...…м)
Материал 2 (h = ……м)
Материал 3 (h = ……м)

2. ВНИМАНИЕ! После окончания измерений установите минимальную температуру кнопкой «УСТАНОВКА  » термостата, не допускайте длительной работы термостата при температурах свыше 100 °С.

3. По измеренным значениям емкости и тангенса угла диэлектрических потерь с учетом геометрических размеров испытуемого образца и электрода вычислите значения диэлектрической проницаемости (формула 1.7) и коэффициента диэлектрических потерь k_п:

k_п = ε ∙ tg δ, (1.11)

4. По измеренным и вычисленным параметрам (табл. 4) постройте графические зависимости tg δ = f(T), ε = f(T) и k_п = f(T) для исследованных диэлектриков.

Содержание отчета по работе

Отчет по работе должен содержать следующие разделы.

Цель работы.

1. Основные теоретические положения. Раздел должен содержать краткий конспект раздела 1 настоящих методических указаний, в том числе рис. 5, 10, 11.

2. Описание лабораторной установки. Раздел должен содержать рис. 13 и рис. 14 со спецификациями.

3. Результаты эксперимента. Раздел должен содержать таблицу 4 «Влияние температуры на диэлектрические характеристики материалов» и графики зависимостей tg δ = f(T), ε = f(T) и k_п = f(T) для исследованных диэлектриков.

4. Выводы по работе.

5. Ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1. Чем различаются полярные и неполярные диэлектрики?

2. В чем отличие сильно связанных, слабо связанных и свободных зарядов диэлектрика?

3. Что такое поляризация, поляризованность и поляризуемость?

4. Что такое относительная диэлектрическая проницаемость (ε)? Что показывает численное ε?

5. Чем различаются упругие и релаксационные виды поляризации?

6. В чем отличие ионной и ионно-релаксационной поляризаций?

7.В чем отличие дипольно-релаксационной, дипольно- сегментальной и дипольно-групповой поляризаций?

8. Что такое диэлектрические потери?

9. Что такое векторная диаграмма токов в диэлектрике? Как определяются по векторной диаграмме угол диэлектрических потерь δ и tgδ?

10. Чем отличаются зависимости ε(Т) для полярных и неполярных полимерных диэлектриков?

11. Чем отличаются зависимости tg δ(Т) для полярных и неполярных полимерных диэлектриков?

Библиографический список

К лабораторной работе № 1

1. Колесов С.Н. Материаловедение и технология конструкционных материалов: Учеб. пособие для вузов/ С.Н. Колесов, И.С. Колесов. – М.: «Высшая школа, 2007.– 519 с.

2. Материаловедение. Технология конструкционных материалов. Под ред. Чередниченко В.С. – М: Издательство «Омега –Л», 2008. – 752 с.

3. Филиков В.А. Электротехнические и конструкционные материалы / В.А. Филиков, В.Н. Бородулин, В.Н. Матюнин, А.С. Воробьев – М.: «Академия», 2009. – 280 с.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2