材料介電常數(shù)的測(cè)試和分析

1、編輯課件1材料介電常數(shù)的測(cè)試和分析材料介電常數(shù)的測(cè)試和分析編輯課件2 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng) 思考題思考題編輯課件31 實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康?理解介電常數(shù)的物理意義和測(cè)試原理。 掌握固體介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)試方法。 掌握液體介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)試方法。編輯課件42 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理 一個(gè)平板電容器的容量C與平板的面積A成正比，而與板間的距離d成反比。這里的比例常數(shù)稱為靜態(tài)介電常數(shù)。寫成 （1） 根據(jù)C=Q/V 可知，如果在電容器兩極板間放入電介質(zhì)，則這個(gè)電容器的電容就要增加。帶有電介質(zhì)的電容C與不帶有電介質(zhì)（真空）

2、的電容C0之比稱為介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)，表示為 （2） 因此，式（2）可以寫成 （3） ACd 0rCC 0/rCA d 編輯課件52.1 固體介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)定D萬(wàn)用電橋D萬(wàn)用電橋t圖1 平行板電容器系統(tǒng)編輯課件610CCCC邊緣分布2CCCC串邊緣分布210CCCC串00000rrrrSSSDttCSStDtDtt 串（4）（5）由（4）（5）可得：2100210()(rCCC tSCCC)（D-t）（6）編輯課件7 2.2 液體介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)定液體介質(zhì)相對(duì)介電常數(shù)的測(cè)定介電常數(shù)測(cè)試儀示波器C02 rC01 rC02 C01 圖2 液體介質(zhì)測(cè)試裝置 液體測(cè)試槽中已裝有空氣電容器（兩

3、個(gè)槽中為不同容量的空氣電容器）。其原理為：我們知道RC振蕩器頻率為12fRC12kCRff12kR編輯課件80101kCCf分布當(dāng)介質(zhì)為液體時(shí)0202kCCf分布02010201kkCCff020121rkkCCff2102011111rffff（7）編輯課件93 實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)驗(yàn)儀器 介電常數(shù)測(cè)量?jī)x 1臺(tái)（套） （交流）萬(wàn)用電橋 1臺(tái) 示波器 1臺(tái) 燒杯500CC 3個(gè) 待測(cè)固體介質(zhì) 待測(cè)液體介質(zhì) 螺旋測(cè)微儀 1個(gè)編輯課件104 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)步驟 4.1 用電橋法測(cè)定固體介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)（1）打開萬(wàn)用電橋，按圖1所示將萬(wàn)用電橋與測(cè)量?jī)x接好，測(cè)試之前要先進(jìn)行清零（包括開路和短路清零）。（2）清零

4、之后將平行板電容器調(diào)至一定高度（即圖1中所示D，D應(yīng)大于固體介質(zhì)厚度t），測(cè)出此時(shí)以空氣為介質(zhì)時(shí)平行板電容器的電容量C1。編輯課件11（3）將待測(cè)樣品完全放入平行板電容器內(nèi)，保持其高度不變，測(cè)出有介質(zhì)時(shí)平行板電容器的電容量C2。（4）測(cè)出待測(cè)樣品的厚度t、上表面面積S、平行板電容器的極間距離D，由公式（6）算出電介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。編輯課件124.2 用頻率法測(cè)定液體介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)（1）按圖2所示將介電常數(shù)測(cè)量?jī)x與示波器接好，將兩個(gè) 不同寬度的電容器放入玻璃杯中，調(diào)整示波器直到得 出比較穩(wěn)定的波形，記錄下此時(shí)的振蕩頻率f01，f02。（2）將液體介質(zhì)倒入燒杯中，并浸沒電容器，方法同（1）

5、一樣，測(cè)出兩只不同容量電容器接入時(shí)所對(duì)應(yīng)的振蕩頻率f1，f2。（3）用公式（7）計(jì)算液體介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)。編輯課件13 4.3 待測(cè)數(shù)據(jù) 實(shí)驗(yàn)號(hào)DtSC0C1C2固體介質(zhì)1固體介質(zhì)2固體介質(zhì)3實(shí)驗(yàn)號(hào)f01f02f1f2液體介質(zhì)1液體介質(zhì)2編輯課件145 注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)用電橋法測(cè)定固體介電常數(shù)時(shí)需要選擇合適的頻率，每改變一次頻率范圍時(shí)都要重新進(jìn)行一次清零校正。用電橋法測(cè)定固體介電常數(shù)時(shí)，手要盡量不在樣品周圍晃動(dòng)，以免有感應(yīng)影響測(cè)量結(jié)果。本實(shí)驗(yàn)所提供的塑料電容器可用于電容器油和變壓器油兩種介質(zhì)的分組實(shí)驗(yàn)。每次測(cè)完一組液體介電常數(shù)時(shí)，都要把塑料電容器擦拭干凈，以免影響下一組數(shù)據(jù)的測(cè)量。編輯課件156 思考題思考題 1. 在測(cè)量固體、液體