Подготовка к защите лаб 3 сем / 5_laba_zaschita
.docxЛаба 5
1. Дайте определения относительной диэлектрической проницаемости ε. Назовите основные виды поляризации диэлектриков.
Относительная диэлектрическая проницаемость характеризует способность различных диэлектриков поляризоваться в электрическом поле. В общем случае диэлектрическая проницаемость зависит от температуры и частоты электрического поля. Характер зависимости определяется при-
сущими диэлектрику механизмами поляризации.
Поляризация может быть вызвана упругим смещением и деформацией
электронных оболочек под действием поля (электронная поляризация), ориентацией дипольных молекул (дипольно-релаксационная поляризация), смещением ионов (ионная и ионно-релаксационная поляризация), упорядочением атомных групп (доменов), обладающих дипольным моментом (спонтанная поляризация). Электронная и ионная поляризации устанавливаются практически мгновенно. Остальные механизмы поляризации относятся к замедленным видам.
2. Каковы механизмы диэлектрических потерь? В каких диэлектриках и при каких условиях эксплуатации проявляется каждый из них?
Диэлектрическими потерями (потерями энергии в диэлектрике) называют электрическую мощность, затрачиваемую на нагрев диэлектрика, находящегося в электрическом поле. Различают два основных вида диэлектрических потерь: потери на электропроводность и релаксационные потери. Потери на электропроводность обнаруживаются в диэлектриках, имеющих заметную электропроводность, объемную или поверхностную, и наблюдаются во всех диэлектриках, как на постоянном, так и на переменном напряжении, причем являются преобладающими при низких частотах и при повышенных температурах. Релаксационные потери обусловлены активными составляющими поляризационных токов. Они характерны для диэлектриков с замедленными механизмами поляризации, когда сказывается отставание поляризации от изменения поля.
3. Дайте определение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости. Какой из исследованных конденсаторных материалов обладает наилучшей температурной стабильностью?
Коэффициент диэлектрической проницаемости описывает изменение диэлектрической проницаемости диэлектрика с изменением температуры. Наилучшей температурной стабильностью обладает конденсационный материал с наименьшим коэф. диэлектрических потерь. (Тиконд)
4. Какие свойства диэлектрических материалов влияют на значение емкости конденсаторов?
Емкость конденсатора С определяется как отношение накопленного в
нем заряда Q к напряжению U, приложенному к электродам, и зависит от
конструкции и геометрических размеров конденсатора, а также от диэлектрической проницаемости диэлектрика.
5. Почему емкость конденсатора, изготовленного из слюды, с увеличением температуры возрастает, а у конденсатора из полипропилена емкость с повышением температуры уменьшается?
С ростом температуры увеличивается подвижность молекул (речь о вращательных степенях свободы) , и поэтому растёт относительная диэлектрическая проницаемость полярного диэлектрика. У неполярного мы наблюдаем банальное тепловое расширение материала, то есть увеличивается расстояние между обкладками.
6. Чем объясняется наличие максимума в зависимости C f (T) для сегнетоэлектрического конденсатора?
При повышении температуры вплоть до значения точки Кюри сегнетоэлектриков увеличивается вследствие облегчения процесса поляризации доменов, а выше точки Кюри уменьшается из-за того, что хаотическое тепловое движение молекул с сосредоточенными на них электрическими моментами нарушает доменное строение.
8. Какие из материалов, исследованных в работе, можно отнести к высокочастотным диэлектрикам?
По величине tgδ диэлектрики подразделяют на низкочастотные (tgδ = 0,1…0,001) и высокочастотные (tgδ < 0,001)
Высокочастотные: Полипропилен и Тиконд. ?Неорганическое стекло?