Измерение диэлектрической проницаемости твердых материалов, страница 4

Зная электрическую постоянную можно определить диэлектрическую проницаемость среды:

.                                                                 (21)

Диэлектрическая проницаемость может зависеть от различных внешних факторов (температуры, давления и др.). В частности, диэлектрическая проницаемость может зависеть от напряжённости электрического поля, которую в используемой измерительной схеме можно рассчитать по формуле:

                                                            (22)

Таким образом, из (21) и (22) следует:

                                                            (23)

Порядок выполнения эксперимента.

1. Измерение напряжения на конденсаторе в зависимости от расстояния между обкладками конденсатора. Будьте предельно осторожны, – в работе высокое напряжение!

Установите:

1.1. Расстояние 2 мм между пластинами конденсатора .

1.2. На источнике питания – напряжение  В.

1.3. На усилителе нажмите кнопку «установка нуля».

1.4. Напряжение  на источнике питания  кВ.

1.5. Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр в таблицу 1 и повторите пункты 1.2 – 1.5 для других расстояний между обкладками конденсатора .

Таблица 1. Зависимость напряжения на конденсаторе от расстояния между обкладками

, мм	2	4	5	10	15	20	30	40	70
, В

2. Определение зависимости напряжения на конденсаторе от напряжения на источнике питания при постоянном расстоянии между обкладками конденсатора.

Установите:

2.1. Расстояние  = 5 мм между пластинами конденсатора .

2.3. На источнике питания – напряжение  В.

2.3. Нажмите кнопку «установка нуля» на усилителе.

2.4. Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр в таблицу 2 и повторите пункты 2.2, 2.3 для других значений напряжения на источнике питания.

Таблица 2. Зависимость напряжения на конденсаторе от напряжения на источнике питания.

, кВ	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
, В

3. Измерения напряжения на обкладках конденсатора в зависимости от напряжения на источнике питания при постоянном расстоянии между пластинами конденсатора  с диэлектриком и без диэлектрика.

3.1. Закрепите диэлектрическую пластину между обкладками конденсатора .

3.2. Установите на источнике питания  напряжение  В.

3.3. Нажмите кнопку «установка нуля» на усилителе.

3.4. Запишите значение напряжения, которое показывает вольтметр в таблицу 3 и повторите эксперимент для других значений напряжения на источнике питания.

Обратите внимание на то, что чем больше увеличивается напряжение на источнике питания, тем более нестабильными становятся показания вольтметра. При установке напряжения – показания вольтметра медленно увеличиваются. Значение напряжения необходимо записывать через равные промежутки времени после установки необходимого напряжения. При измерениях не находиться близко к конденсатору и не прикасаться к обкладкам!

Таблица 3. Измерение напряжения на конденсаторе в зависимости от напряжения питания, с диэлектриком и без диэлектрика в конденсаторе.

, кВ	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5	5
, В с диэлект.
, В без диэлект.

3.5. Аккуратно выньте пластину, так, чтобы расстояние между обкладками не изменилось. Повторите пункты 3.2 – 3.4.

Обработка результатов измерений

1. Определение ёмкости конденсатора.