Лабораторная установка и электрическая схема соединений

Принципиальная схема опытной установки изображена на рисунке 4.2.

Рисунок 4.2 - Принципиальная схема для снятия кулон-вольтовой характеристики конденсатора

Синусоидальное напряжение подаётся через повышающий трансформатор на цепь, состоящую из последовательно соединённых линейного конденсатора C₁ и нелинейного конденсатора Со типа К10-17 с изоляцией из сегнетоэлектрика. (Повышающий трансфор­матор необходим для достижения насыщения диэлектрика.) Заряды на этих конденсаторах одинаковы и пропорциональны напряжению U₁:

q = С U₁ (4.10)

Напряжение U₁ подаётся на вертикальный вход осциллографа, а U₂- на горизонтальный. Сигнал U₁на осциллографе необходимо инвертировать, чтобы положительному напряжению соответствовало отклонение луча на дисплее вверх. На экране осциллографа появляется зависимость q(u) для нелинейного конденсатора, примерный вид которой для разных температур показан на рисунке 4.3. По ней можно рассчитать поляризационную характеристику Р(Е).

Рисунок 4.3 – Примерный вид кулон-вольтовой характеристики нелинейного конденсатора при разных температурах

Напряжённость электрического поля:

, (4.11)

где d- толщина диэлектрика равная 0,01 мм

Вектор электрического смещения:

, (4.12)

где S=300 мм² - площадь обкладок конденсатора.

Поляризованность:

Р = D-ε₀E, (4.13)

где ε₀ = 8,85 -10^-12 - абсолютная диэлектрическая проницаемость вакуума.

Нагревание конденсатора осуществляется специальным резистором R _нагрев , от регулируемого источника постоянного напряжения. Измерение температуры производится с помощью термопары мультиметром MY60T.

Точка Кюри диэлектрика конденсатора К10-17 лежит в области отрицательных температур, поэтому в данной работе она не определяется.

Для сборки схемы используется наборная панель блока генераторов напряжений, как показано на монтажной схеме (рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 - Монтажная схема для снятия кулон-вольтовых характеристик нелинейного конденсатора при различных температурах