Таблицы результатов измерений и вычислений.
Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
Федеральное государственное автономное
образовательное учреждение высшего образования
«Южно-Уральский государственный университет»
(национальный исследовательский университет)
Высшая школа электроники и компьютерных наук
Кафедра «Конструирование и производство радиоаппаратуры»
«Электрические свойства диэлектриков на высоких частотах»
ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1
по дисциплине «Материалы электронных средств»
Проверил:
И.А. Думчев ___________
«___» ___________ 2021 г.
Авторы отчета:
студенты группы КЭ-___
_______________________
_______________________
_______________________
«___» ___________ 2021 г.
Челябинск
2021
Содержание
1. Цель работы……………………………………………………………….стр.
2. Задание на работу…………………………………………………………стр.
3. Краткое описание лабораторной установки…………………………….стр.
4. Расчетные формулы………………………………………………………стр.
5. Таблицы результатов измерений и вычислений………………………..стр.
6. Графики частотной зависимости относительной диэлектрической
проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь для винипласта……...стр.
7 Выводы по работе…………………………………………………………стр.
Цель работы
Теоретическое изучение особенностей электрических характеристик диэлектриков на высоких частотах и ознакомление с экспериментальными определениями диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.
|
|
|
Задание на работу
Во время выполнения экспериментальной части работы проделать следующее:
1. Изучить техническое описание и инструкцию по эксплуатации измерителя добротности ВМ560. Ознакомиться с, методом измерения относительной диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь.
2. Ознакомиться с прилагаемыми к лабораторной установке образцами диэлектрических материалов, а также с диэлектрическими материалами в различных изделиях РЭА, экспонируемых на стендах в лаборатории.
3. Определить значения εr и tg δ для образцов диэлектрических материалов, прилагаемых к лабораторной установке.
4. Снять частотную зависимость εr и tg δ для образцов из винипласта и эпоксидно-фенольного стеклотекстолита. Измерения рекомендуется проводить на следующих частотах: 50, 200; 500 кГц, 1,5 и 15 МГц.
Краткое описание лабораторной установки
Рисунок 1 - Схема лабораторной работы
Лабораторная установка состоит из измерителя добротности ВМ560 с комплектом катушек индуктивности, измерительного и образцов диэлектрических материалов в виде прямоугольных пластин.
|
|
|
Измеритель добротности ВМ560 предназначен для непосредственного измерения эффективной добротности объектов индуктивного характера, их резонансной емкости я резонансной частоты колебательных контуров. С его помощью путем косвенных измерении также можно определять емкость и индуктивность измеряемых объектов, относительную диэлектрическую проницаемость диэлектрических потерь. Прибор предназначен для эксплуатации в лабораторных условиях.
К прибору прилагается комплект катушек индуктивности - 0370-2/1. С их помощью путем косвенных измерений определяется параметры конденсаторов, содержащих диэлектрик, а также проверяется работоспособность прибора.
Генератор высокой частоты создает колебания в диапазоне частот 50 кГц...35 МГц, который разбит на десять поддиапазонов. Настройка генератора на нужную частоту осуществляется переключателем и ручкой "ЧАСТОТА". Эталонный, конденсатор переменной емкости С0 перестраивается в пределах 25...450 пФ повода ручки «ЁМКОСТЬ рF».
Вольтметр прибора проградуирован непосредственно в единицах добротности. Диапазон измерения добротности 5...1000 единиц разбит на четыре поддиапазона, переключаемых ручкой «ПРЕДЕЛЫ Q». Устройство калибровки позволяет поддерживать постоянное напряжение на входе измеряемого колебательного контура.
|
|
|
Измерительный конденсатор представляет собой плоский конденсатор с дисковыми электродами диаметром 80 мм, между которыми помещается пластина из исследуемого диэлектрика. Верхний электрод сделан подвижным и снабжен микрометрическим винтом, позволяющим измерять среднюю толщину исследуемого образца. На кронштейне, прикрепленном к измерительному конденсатору, имеются гнезда для подключения вспомогательной катушки индуктивности.
Определение относительной диэлектрической проницаемости εr тангенса угла диэлектрических потерь tgδ при помощи данной установки производится на основе резонансного метода.
Расчетные формулы
Вычисление увеличения ёмкости измерительного конденсатора, обусловленное диэлектриком
Cg = C1 – C2
где C1 – ёмкость измерительного конденсатора, пФ;
C2 – ёмкость измерительного конденсатора для контура с образцом, пФ.
Вычисление относительной диэлектрической проницаемости материала
где d – расстояние между электродами, м;
- электрическая постоянная,
S - площадь электрода, м2.
Вычисление тангенса угла диэлектрических потерь
|
|
|
где Q1 – запас энергии колебаний по сравнению с потерями за один период;
Q2 – запас энергии колебаний по сравнению с потерями за один период для контура с образцом;
C1 - ёмкость измерительного конденсатора;
Cg - увеличения ёмкости измерительного конденсатора, обусловленное диэлектриком.
Таблицы результатов измерений и вычислений.
Таблица 1 - Измерение величин εr и tgδ на частоте 1 МГц
| № | Материал | d, мм | C1, пФ | C2 , пФ | Cg , пФ | Q1 | Q2 | ɛr | tgδ | Справочные данные | |
| ɛr | tgδ | ||||||||||
| 1 | Стеклотекстолит | 1,4 | 89 | 9 | 80 | 172 | 4,3 | 2,5 | 0,25 | 4,25-6,25 | 0,01-0,018 |
| 2 | Полиметилметакрилат | 2,9 | 163 | 143 | 20 | 155 | 105 | 2,31 | 0.025 | 2,5-4,2 | 0,02-0,05 |
Таблица 2 - Снятие частотной зависимости εr и tgδ для винипласта
| № | Частота, МГц | C1 , пФ | C2 , пФ | Cg , пФ | Q1 | Q2 | ɛr | tgδ |
| 1 | 0,05 | 277 | 254 | 23 | 85 | 73 | 1,71 | 0,023 |
| 2 | 0,2 | 102 | 80 | 22 | 160 | 115 | 1,64 | 0,011 |
| 3 | 0,5 | 256 | 234 | 22 | 180 | 145 | 1,64 | 0,015 |
| 4 | 1 | 106 | 86 | 20 | 178 | 128 | 1,49 | 0,011 |
| 5 | 5 | 115 | 96 | 19 | 155 | 125 | 1,41 | 0,009 |
| 6 | 15 | 45 | 26 | 19 | 136 | 85 | 1,41 | 0,01 |
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 169; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!