Методичні вказівки до лабораторних робіт з дисципліни "Матеріали мехатронних пристроїв", страница 9

4.  Намалюйте залежності £= F(t) для всіх видів поляризації.

5.  Які види діелектричних втрат мають місце в реальних діелектриках? Як визначити потужність втрат, для якого виду?

6.  Як з фізичного погляду пояснюються втрати електричної енергії в діелектриках?

7.  Вкажіть діапазон значень діелектричних втрат для газоподібних, рідких і твердих діелектриків.

8.  Наведіть деякі діаграми для різних схем заміщення простих і складних діелектриків.

9.  Запропонуйте методи виміру  і tg в діапазоні частот 100-10¹² Гц.

10. Намалюйте залежності tg = F(t) для кожного виду втрат.

3 ДОСЛІДЖЕННЯ ВЛАСТИВОСТЕЙ П’ЄЗОЕЛЕКТРИКІВ, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ У ВИРОБНИЦТВІ ЕЛЕКТРОННИХ АПАРАТІВ

3.1 Мета роботи

Метою роботи є дослідження залежності поляризованості п’єзоелектриків від величини механічної напруги на його гранях.

3.2 Методичні вказівки з організації самостійної роботи студентів

Перед виконанням лабораторної роботи студент повинен:

-  вивчити лекційний матеріал за темою лабораторної роботи;

-  вивчити викладений у методичних вказівках метод визначення електричних характеристик п’єзоелектричних матеріалів; зрозуміти порядок роботи на лабораторній установці;

-  звернути особливу увагу на застережні заходи при роботі на установці;

-  підготовити протокол для запису результатів; отримати у викладача допуск до виконання роботи і завдання з досліджуваних матеріалів.

-  при підготовці до лабораторної роботи необхідно ознайомитися з теоретичним матеріалом, що викладений у [6, с. 268...281, 7, с. 52...57].

П’єзоелектрики – це матеріали, що володіють сильно вираженим п’єзоефектом. П’єзоелектрики відносяться до категорії, яку називають активними діелектриками.

В основі роботи п’єзоелектриків лежить явище прямого і зворотного п’єзоелектричного ефекту (п’єзоефекту).

Прямий п’єзоелектричний ефект – явище поляризації діелектрика під дією механічної напруги:

                                            (3.1)

де Q - заряд на гранях п’єзоелектрика;

d – п’єзомодуль;

F – сила, яка діє на грані діелектрика.

Зворотний п’єзоелектричний ефект – зміна розмірів діелектрика при поміщені його в електричне поле:

                                                                              (3.2)

де I – значення лінійного розміру;

 – відносна деформація;

Е – напруга електричного поля.

При зміні величини зусилля, за допомогою якого діяти на поверхню п’єзоелектрика, заряд на його поверхні зміниться за лінійним законом. У свою чергу, величина і знак зміни лінійних розмірів п’єзоелектрика лінійно залежить від величини напруженості електричного поля.

Розрізняють повздовжній і поперечний п’єзоелектричні ефекти.

Подовжній п’єзоелектричний ефект – ефект, при якому виникнення зарядів на протилежних поверхнях пластини проходить у напрямку додатка механічних зусиль при прямому п’єзоефекті, деформація діелектрика проходить у напрямку силових ліній електричного поля при зворотному п’єзоефекті.

Поперечний п’єзоелектричний ефект – ефект, при якому напрямок механічних зусиль і зарядів при прямому п’єзоефекті і напрямок деформації та силових ліній електричногополя при зворотному п’єзоефекті взаємно перпендикулярні.

Умовами існування п’єзоелектричного ефекту є:

-   п’єзоелектриками можуть бути іонні або сильно полярні діелектрики;