材料介電常數(shù)的測試和分析文檔資料

1、1材料介電常數(shù)的測試和分析材料介電常數(shù)的測試和分析2 主要內容主要內容 實驗目的實驗目的 實驗原理實驗原理 實驗儀器實驗儀器 實驗步驟實驗步驟 注意事項注意事項 思考題思考題31 實驗目的實驗目的 理解介電常數(shù)的物理意義和測試原理。 掌握固體介質相對介電常數(shù)的測試方法。 掌握液體介質相對介電常數(shù)的測試方法。42 實驗原理實驗原理 一個平板電容器的容量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，則這個電容器的電容就要增加。帶有電介質的電容c與不帶有電介質（真空）的電容c0之比稱為介質的相對介電

2、常數(shù)，表示為 （2） 因此，式（2）可以寫成 （3） acd 0rcc 0/rca d 52.1 固體介質相對介電常數(shù)的測定d萬用電橋d萬用電橋t圖1 平行板電容器系統(tǒng)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）7 2.2 液體介質相對介電常數(shù)的測定液體介質相對介電常數(shù)的測定介電常數(shù)測試儀示波器c02 rc01 rc02 c01 圖2 液體介質測試裝置 液體測試槽中已裝有空氣電容器（兩個槽中為不同容量的空氣電容器）。其原理為：我們知道rc振

3、蕩器頻率為12frc12kcrff12kr80101kccf分布當介質為液體時0202kccf分布02010201kkccff020121rkkccff2102011111rffff（7）93 實驗儀器實驗儀器 介電常數(shù)測量儀 1臺（套） （交流）萬用電橋 1臺 示波器 1臺 燒杯500cc 3個 待測固體介質 待測液體介質 螺旋測微儀 1個104 實驗步驟實驗步驟 4.1 用電橋法測定固體介質的相對介電常數(shù)（1）打開萬用電橋，按圖1所示將萬用電橋與測量儀接好，測試之前要先進行清零（包括開路和短路清零）。（2）清零之后將平行板電容器調至一定高度（即圖1中所示d，d應大于固體介質厚度t），測出此

4、時以空氣為介質時平行板電容器的電容量c1。11（3）將待測樣品完全放入平行板電容器內，保持其高度不變，測出有介質時平行板電容器的電容量c2。（4）測出待測樣品的厚度t、上表面面積s、平行板電容器的極間距離d，由公式（6）算出電介質的相對介電常數(shù)。124.2 用頻率法測定液體介質的相對介電常數(shù)（1）按圖2所示將介電常數(shù)測量儀與示波器接好，將兩個 不同寬度的電容器放入玻璃杯中，調整示波器直到得 出比較穩(wěn)定的波形，記錄下此時的振蕩頻率f01，f02。（2）將液體介質倒入燒杯中，并浸沒電容器，方法同（1） 一樣，測出兩只不同容量電容器接入時所對應的振蕩頻率f1，f2。（3）用公式（7）計算液體介質的相對介電常數(shù)。13 4.3 待測數(shù)據(jù) 實驗號dtsc0c1c2固體介質1固體介質2固體介質3實驗號f01f02f1f2液體介質1液體介質2145 注意事項注意事項用電橋法測定固體介電常數(shù)時需要選擇合適的頻率，每改變一次頻率范圍時都要重新進行一次清零校正。用電橋法測定固體介電常數(shù)時，手要盡量不在樣品周圍晃動，以免有感應影響測量結果。本實驗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的分組實驗。每次測完一組液體介電常數(shù)時，都要把塑料電容器擦拭干凈，以免影響下一組數(shù)據(jù)的測量。156 思考題思考題 1. 在測量固體、液體