Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Исследование процессов накопления и релаксации заряда в дитектрических материалах

Лабораторная работаПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Среднее входное сопротивление вольтметра равно Rв. ср=10,72 МOм Полный заряд заряженного конденсатора равен, остаточный Сравнив рассчитанное значение Q со значением Qост получаем,. Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля. Электрический заряд — это связанное с телом свойство… Читать ещё >

Исследование процессов накопления и релаксации заряда в дитектрических материалах (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Кафедра общей физики Отчёт по лабораторной работе:

Исследование процессов накопления и релаксации заряда в дитектрических материалах Санкт-Петербург

1) Цель работы:

1. Определение постоянной времени RC-цепи.

2. Определение входного сопротивления вольтметра путем измерения разрядных характеристик конденсатора.

3. Оценка величины заряда, не связанного с поляризацией диэлектрика в конденсаторе.

Явление, которое изучается в работе — накопление и релаксация заряда Краткое теоретическое содержание:

Определения:

Электрический ток — направленное движение электрически заряженных частиц, например, под воздействием электрического поля Блок питания (БП) — устройство, предназначенное для формирования требуемого потребителю напряжения Мультиметр — измерительный прибор, объединяющий в себе несколько функций. В минимальном наборе это вольтметр, амперметр и омметр.

Вольтметр — измерительный прибор непосредственного отсчёта для определения напряжения или ЭДС в электрических цепях. Подключается параллельно нагрузке или источнику электрической энергии.

Конденсатор — двухполюсник с определённым значением ёмкости и малой омической проводимостью; устройство для накопления заряда и энергии электрического поля.

Электрическая ёмкость — характеристика проводника, мера его способности накапливать электрический заряд.

Электрический заряд — это связанное с телом свойство, позволяющее ему быть источником электрического поля и участвовать в электромагнитных взаимодействиях.

Диэлектрик (изолятор) — материал, плохо проводящий или совсем не проводящий электрический ток.

2) Законы и соотношения, на основании которых выведена расчетная формула:

Закон Ома для участка цепи:

A

3) Пояснение к физическим величинам:

Сопротивление:

[R] = 1Ом — скалярная физическая величина, характеризующая свойства проводника и равная отношению напряжения на концах проводника к силе электрического тока, протекающему по нему.

Сила тока:

[I] =1А — скалярная величина, численно равная заряду q, протекающему в единицу времени t, через сечение проводника.

Напряжение:

[U]=1В — отношение работы электрического поля при переносе пробного электрического заряда из точки A в точку B к величине пробного заряда.

4) Схема установки:

Рис. 1

5) Основные расчетные формулы:

1) Мгновенное значение напряжения на конденсаторе во время заряда, [В]

2) Мгновенное значение напряжения на конденсаторе во время релаксации, [В]

3) Сопротивление цепи, [Ом]

4) Ток разряда конденсатора во внешней цепи за счет зарядов, не связанных с поляризацией диэлектрика конденсатора, [А].

(Из Закона Ома) где R — значение сопротивления резистора, [Ом]

5) Теоретическое значение постоянной времени распространения электромагнитного возмущения от одной точки цепи к другой

6) Среднее значение сопротивления вольтметра, [Ом]

7) Величина заряда, оставшегося в диэлектрике после исчезновения поляризационного заряда, [Кл]

8) Полный заряд заряженного конденсатора, [Кл]

6)Прямые погрешности:

7) Погрешности косвенных измерений:

Таблица 1 — Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его заряда U0 =12,10 В С =470 мкФ R =100 Ом

2,07

5,08

7,80

9,7

9,7

11,2

11,41

11,56

2,4

5,9

8,8

10,3

11,2

12,0

12,2

12,4

Таблица 2 — Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его разряда U0 =12,10 В С =470 мкФ R =100 Ом

10,5

12,1

9,98

8,01

7,35

6,89

6,28

4,88

3,09

0,27

12,1

8,9

7,8

6,7

6,0

5,6

4,1

2,4

0,25

Таблица 3 — Зависимость напряжения на конденсаторе от времени его разряда через искомое входное сопротивление вольтметра Rв Uнач =12,10 В С =470 мкФ

№ изм.

11,97

10,05

7,97

6,47

3,24

2,88

1,97

Пара номеров

1 и 2

2 и 3

3 и 4

4 и 5

5 и 6

6 и 7

7 и 8

1,7

0,12

0,31

0,41

2,3

0,34

0,56

Rв. ср =10,72 МOм Таблица 4 — Зависимость напряжения на конденсаторе от времени после его разряда закорачиванием. U0 =11,80 В С =470 мкФ

t, с

Uc, мВ

140,9

90,8

77,7

68,3

55,5

50,3

39,4

I, нА

Результаты, найденные по графику:

S =18, I1=200 нА/см, t1=2 с/см, Qост=Кл Примеры расчётов:

Пример расчёта косвенных погрешностей:

Вывод

ом закон погрешность заряд В ходе проделанной работы были определены практическая и теоретическая постоянные времени RC-цепи. Значения которых, отличаются на

.

Среднее входное сопротивление вольтметра равно Rв. ср=10,72 МOм Полный заряд заряженного конденсатора равен, остаточный Сравнив рассчитанное значение Q со значением Qост получаем,

что оставшийся заряд в диэлектрике составляет 1,24% от первоначального. Таким образом, можно сказать, что мы пронаблюдали электретный эффект, т. е. наш диэлектрик является электретом, т.к. он сохранял электрический заряд длительное время.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой