Лабораторная работа № 6 Тема: Определение диэлектрической проницаемости диэлектриков

Лабораторная работа № 6

Тема: Определение диэлектрической проницаемости диэлектриков

Цель работы:  определение диэлектрической проницаемости твердых диэлектриков, изучение зависимости емкости конденсатора от различных диэлектрических сред, содержащихся между его пластинами, от расстояния между пластинами.

Оборудование: плоский конденсатор переменной емкости с микрометрическим винтом, мост переменного тока, набор диэлектрических пластин.

Метод измерения и описание установки:

Известно, что емкость плоского конденсатора определяется по формуле

 (1)

Если измерить емкость конденсатора С с внесенным в него диэлектриком и определить расстояние d между его пластинами, то, зная емкость С₀ конденсатора с воздушным зазором и таким же расстоянием между пластинами d, можно вычислить диэлектрическую проницаемость по формуле

 (2)

Емкость конденсатора измеряют прибором, который называется мостом переменного тока.

В работе используется плоский конденсатор с переменным расстоянием d между пластинами. Механизм изменения расстояния включает в себя микрометрический винт. Вращая винт, можно изменять расстояние d между пластинами конденсатора.

Указания по выполнению работы:

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и правилами пользования мостом переменного тока.

2. Измерить емкость конденсатора с воздушным зазором между пластинами для ряда значений d и занести данные в таблицу (значение d согласовать с преподавателем). Измерение повторяют еще два раза для уменьшения случайных погрешностей.

3. По полученным данным построить график зависимости <С0 ≥ = f (d).

4. Поместить между пластинами конденсатора твердый диэлектрик, установить расстояние d, равной толщине диэлектрика.

5. Измерить это расстояние и емкость конденсатора с диэлектриком (измерение повторить еще два раза).

6. Повторить п.4 и 5 для других типов диэлектриков.

7. По графику п.3 определить емкость воздушного конденсатора с той же расстоянием d между пластинами, и для конденсатора с диэлектриком.

8. Определить для каждого диэлектрика по формуле (2).

9. Измерить емкость конденсатора с диэлектриками, что в различных вариантах помещаются между его пластинами (по указанию преподавателя).

10. По формулам  где  и где  произвести расчет емкости конденсатора с различными комбинациями диэлектриков и сравнить с данными п.9.

Контрольные вопросы

1. Какой физический смысл диэлектрической проницаемости?

2. Виды диэлектриков и поведение их во внешнем электрическом поле.

3. Что такое поляризация диэлектрика?

4. Емкость конденсатора, единицы измерения.

5. От каких физических величин зависит емкость конденсатора?

6. Вывести рабочую формулу для определения емкости.

7. Последовательное и параллельное соединение конденсаторов.

8. Нарисовать силовые линии электрического поля в конденсаторе, если в него помещен изотропный диэлектрик.

Скачано с www.znanio.ru