Методы расчета электрических цепей Трехфазные нагрузочные цепи Испытание асинхронного короткозамкнутого двигателя Исследование полупроводниковых выпрямителей Исследование усилителя низкой частоты

Методика выполнения лабораторных работ по электротехнике

Для количественного описания поляризации диэлектрика пользуются векторной величиной , которая называется поляризованностью. У большого класса диэлектриков (за исключением сегнетоэлектриков) поляризованность   линейно зависит от напряженности поля .

Сегнетоэлектриками называют кристаллические диэлектрики, которые обладают поляризованностью даже при отсутствии внешнего электрического поля (спонтанно, то есть самопроизвольно, поляризованы).

Подготовка к работе звукового генератора ГЗ-11

Исследование свойств ферромагнитных материалов Изучить основные положения теории магнитного поля в ферромагнитных материалах. Экспериментально определить кривую намагничивания конструкционного ферромагнитного материала. Рассчитать значения коэрцитивной силы и остаточной индукции. По петле гистерезиса определить работу перемагничивания за один цикл при различных напряжениях питания.

Магнитные материалы, используемые в технике делятся на три класса: магнитно-мягкие, магнитно-твердые и специальные.

Вычислить напряженность магнитного поля

Исследование температурной зависимости сопротивления окислов металлов с высоким температурным коэффициентом сопротивления Снять опытные данные и построить графики температурной зависимости электрического сопротивления окислов металлов и смесей, используемых в электронной технике для изготовления терморезисторов. Определить температурный коэффициент сопротивления каждого образца и сравнить со справочными данными.

У полупроводников в широком интервале температур электрическое сопротивление терморезистора может быть выражено экспоненциальным законом

Ознакомьтесь с литературными (справочными) характеристиками, используемых в работе терморезисторов

Исследование электропроводности полупроводниковых материалов Изучить особенности электропроводности полупроводниковых материалов (Ge, Si и т.п.), исследовать температурную зависимость удельной проводимости. Определить термическую ширину запрещенной зоны полупроводниковых материалов или энергию активации примеси. Определить температурный коэффициент проводимости.

Зависимость электропроводности от температуры Температурная зависимость электропроводности п/п определяется температурной зависимостью как концентрации носителей заряда, так и их подвижности.

Методика измерения электропроводности Расчет удельной электропроводности проводится по закону Ома на основании измерений величины тока, проходящего через кристалл п/п толщиной h и площадью S.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №23

Исследование электрических свойств сегнетоэлектриков

Цель работы:

1. Ознакомиться с основными положениями теории электрического поля в диэлектрике.

2. Получить на экране осциллографа зависимость индукции от напряженности электрического поля в сегнетоэлектрике (петлю гистерезиса).

3. Определить остаточную индукцию, коэрцитивную силу и тангенс угла диэлектрических потерь (tg) при различной частоте циклов изменения напряженности поля.

4. Определить диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрика по одной из полученных петель гистерезиса.

1. Указания к работе 1-й закон Кирхгофа: Сумма магнитных потоков ветвей разветвленной магнитной цепи в узле равна нулю.

Электрические заряды создают в окружающем пространстве электрическое поле. Количественной характеристикой силового действия электрического поля на заряженные частицы и тела служит векторная величина Е, называемая напряженностью электрического поля.

 

Напряженность электрического поля равна силе , действующей на единичный положительный заряд q0, помещенный в рассматриваемую точку.

 

.

(1)

Два одинаковых по величине и противоположных по знаку электрических заряда (+qo и -qo), находящихся на некотором расстоянии друг от друга, называются электрическим диполем.

Диполь характеризуется электрическим дипольным моментом:

(2)

Вектор   направлен от отрицательного заряда (-qo) к положительному (+qo).

Поляризация диэлектриков

Диэлектриком называют вещества, которые при обычных условиях не проводят электрический ток.

Согласно представлениям классической физики, диэлектрик, как и всякое вещество, состоит из атомов и молекул. Однако, в отличие от проводников в нем нет свободных зарядов, способных двигаться под действием электрического поля. Все молекулы диэлектрика электрически нейтральны, так как суммарный заряд электронов и атомных ядер, входящих в состав молекулы, равен нулю.

Тем не менее такая система создает электрическое поле, поскольку положительный заряд ядер и отрицательный заряд электронов находится в разных точках пространства. Если заменить положительные заряды ядер молекулы суммарным зарядом (+q), находящимся в "центре тяжести" отрицательных зарядов, а заряд всех электронов заменить суммарным отрицательным зарядом (-q), расположенным в "центре тяжести" отрицательных зарядов, то молекулу можно рассматривать как электрический диполь. Дипольный момент молекулы равен произведению суммарного заряда q на расстояние между "центрами тяжести" обоих суммарных зарядов.

В зависимости от строения молекул различают три группы диэлектриков.

Первую группу диэлектриков (Н2;N2;O2;CO2;CH4...) составляют вещества, молекулы которых имеют симметричное строение. Благодаря этому при отсутствии внешнего поля "центры тяжести" суммарных положительных и отрицательных зарядов совпадают и, следовательно, дипольный момент молекулы равен нулю. Молекулы таких диэлектриков называются неполярными.

Вторую группу диэлектриков (Н2О; NH3; SO2; CO...) составляют вещества, молекулы которых имеют асимметричное строение. "Центры тяжести" суммарных положительных и суммарных отрицательных зарядов молекулы не совпадают. Молекулы таких диэлектриков обладают дипольным моментом даже в отсутствие внешнего поля и называются полярными.

Третью группу диэлектриков (NaCl; KBr; KCl...) составляют вещества, молекулы которых имеют ионное строение. При наложении на ионный кристалл электрического поля происходит деформация кристаллической решетки или относительное смещение подрешеток.

Положительные и отрицательные ионы смещаются в противоположные стороны и каждая ячейка кристалла становится диполем.

Поляризацией диэлектрика называется процесс ориентации диполей или появление под действием электрического поля ориентированных по полю диполей.

Соответственно трем группам диэлектриков различают три вида поляризации.

- электронная или деформационная поляризация имеет место в диэлектрике с неполярными молекулами и заключается в возникновении у атомов и молекул индуцированного дипольного момента за счет деформации электронных орбит.

- ориентационная, или дипольная поляризация. Имеет место в диэлектрике с полярными молекулами и заключается в ориентации имеющихся дипольных моментов молекул по полю.

- ионная поляризация имеет место в диэлектриках с ионными кристаллическими решетками и заключается в смещении подрешетки положительных ионов вдоль внешнего поля, а отрицательных - против поля, приводящем к возникновению дипольных моментов.


На главную