Учебник Теория электрических цепей Примеры выполнения заданий и лабораторных

Подготовка к работе звукового генератора ГЗ-111

ступенчатый переключатель частоты "МНОЖИТЕЛЬ" поставить в положение 10 ;

вращением ручки "ЧАСТОТА Нz" плавного изменения частоты установить на круглой шкале 30 делений;

поставить тумблер “ ”  в верхнее положение “ ” ;

соединить выходные гнезда генератора “” и “ ” с соответствующими клеммами на блоке БИС (рис. 4);

вилку сетевого шнура включить в розетку ~220 В;

плавным вращением левой ручки регулятора напряжения ГЗ-111, установить максимальный размер петли гистерезиса на экране осциллографа.

ручками  и отрегулировать положение петли на координатной сетке экрана.

2.3. Выполнение экспериментальной части

получить у преподавателя 5-6 значений частоты f в пределах от 300 до 2000 Гц;

для каждого значения частоты аккуратно зарисовать петлю гистерезиса на миллиметровой бумаге;

записать в таблицу 1 результаты полученных измерений в сантиметрах: Em; Dm; Ea; Da; Ek; Dk ( обозначения соответствуют рис.2 );

Экспериментальные и расчетные значения напряженностей поля, 

электрической индукции и диэлектрической проницаемости 

в зависимости от частоты

Таблица 1

Измерено

Вычислено

п/п

f

Em

Dm

Ea

Da

Ek

Dk

Sпг

Em

Dm

Ea

Da

Ek

Dk

tg

A1

Гц

см

см

см

см

см

см

см2

В/м

В/м

В/м

1

...

6

определить и записать в таблицу 1 площадь Sпг каждой петли гистерезиса в (см2). Площадь петли определяется как сумма целых клеток плюс половина неполных клеток на миллиметровой бумаге.

Площадь петли диэлектрического гистерезиса Sпг пропорциональна потерям энергии А1 на переполяризацию сегнетоэлектрика за один цикл.

Потери энергии как в диэлектрике, так и в сегнетоэлектрике оцениваются величиной tg , называемой тангенсом угла диэлектрических потерь. С увеличением частоты циклов переполяризации tg  возрастает.

2.4. Расчетная часть

1. Вычислить напряженности Em; Ea; Ek; электрического поля в сегнетоэлектрике, используя выражение (15) и результаты калибровки канала "Х" горизонтального отклонения луча осциллографа:

(18)

где h = 0,45 мм - толщина пластины сегнетоэлектрика в блоке БИС;

mx = 1В / Кx(см) - масштабный коэффициент отклонения луча по оси "Х";

Кх(см)- величина, получаемая при калибровке канала "Х";

Е (см) - результат измерения ( берется из табл.1 ).

Результаты выполненных расчетов записать в таблицу 1.

 2. Вычислить индукции Dm; Da; Dk электрического поля, используя выражение (17) и результаты калибровки канала "Y" вертикального отклонения луча.

(19)

где mх = 1 В/см - масштаб отклонения луча по оси "Y";

Sэ - площадь пластины сегнетоэлектрика в блоке БИС. ( Получить у преподавателя образец - аналог и выполнить измерения штангенциркулем); Sэ ~ 2 см  2 см;

C ~ 5100 пФ емкость конденсатора С в блоке БИС;

D(см) - результат измерения (берется из табл.1)

Результаты выполненных расчетов записать в таблицу 1.

3. Для каждого значения частоты f вычислить тангенс угла диэлектрических потерь tg  сегнетоэлектрика:

(20)

где А1 - потери энергии на гистерезис в единице объема сегнетоэлектрика за один цикл переполяризации (Потери пропорциональны площади петли гистерезиса Sпг);

А2 - максимальная плотность энергии электрического поля в кристалле сегнетоэлектрика.

Значения Sпг, Em, Dm берутся из таблицы 1.

По вычисленным и записанным в таблице 1 значениям строится зависимость tg  = F(f).

По заданию преподавателя вычислить потери на гистерезис А1, отнесенные к единице объема, за один цикл переполяризации:

(21)

Записать полученные данные в таблицу 1.

4. По заданию преподавателя вычислить для одного или всех значений частоты переполяризации f диэлектрическую проницаемость кристалла сегнетоэлектрика. Значение диэлектрической проницаемости, соответствующее вершине петли гистерезиса, определяется следующим выражением:

(22)

Численные значения всех величин, входящих в выражение (22), приведены в тексте и в таблице 1.

Результаты расчета вносятся в таблицу 1.

По указанию преподавателя строится зависимость  = F(f).

3. Содержание отчета

Наименование и цель работы.

Технические данные оборудования.

Схема экспериментальной установки рис.3.

Результаты измерений и расчетов.

Основные формулы и примеры расчетов.

Графики петель гистерезиса (на миллиметровой бумаге) и зависимости tg  = F(f); = F(f); A1 = F(f).

Заключение о соответствии результатов эксперимента и расчета основным теоретическим положениям.

4. Контрольные вопросы.

Как определяется напряженность электрического поля в диэлектрике?

Что называется электрическим диполем?

В чем заключается поляризация диэлектриков?

Какие виды поляризации имеют место в диэлектриках?

Что характеризует диэлектрическая проницаемость среды?

Какая связь между электрической индукцией и напряженностью электрического поля?

Каковы основные свойства сегнетоэлектриков?

Как ведут себя домены при увеличении напряженности внешнего электрического поля?

Что определяет площадь петли гистерезиса?

Что характеризует tg ?

В каких областях техники применяются сегнетоэлектрики?

Список рекомендуемой литературы

Савельев И.В. Курс общей физики, том 2. М. Наука,1988, с. 60 - 63.

Желудев И.С. Основы сегнетоэлектричества, М., Атомиздат, 1973. - 336 с.


ЧЕХЛЫ на сиденья КИА РИО 2015
чехлы на киа сид 2016 универсал
эко чехлы на хендай солярис
На главную