Экспериментальная часть

Приборы и оборудование: звуковой генератор ГЗ-118, прибор комбинированный цифровой Щ4313, вольтметр, микрометр или штангенциркуль, две металлические пластины, набор образцов диэлектриков.

Схема и описание установки

Диэлектрическую проницаемость твердых диэлектриков можно определить, измеряя сопротивление плоского конденсатора переменному току (рис.1.6). Принципиальная схема установки представлена на рис. 1.7.

Переменное напряжение от генератора поступает на плоский конденсатор С, между пластинами которого помещается образец из диэлектрика. Сила переменного тока, текущего через конденсатор, измеряется амперметром, напряжение на обкладках конденсатора – вольтметром. Ёмкостное сопротивление конденсатора можно найти по закону Ома:

. (1.10)

Далее, зная ёмкостное сопротивление конденсатора, из (1.11)

(1.11)

можно определить ёмкость:

. (1.12)

Учитывая, что и(D – диаметр обкладок конденсатора, d – расстояние между ними) для относительной диэлектрической проницаемости из (1.12) получим:

,

. (1.13)

Порядок выполнения работы

1. Ознакомьтесь с приборами и принципом действия измерительной установки.

2. Измерьте линейкой диаметр D обкладки конденсатора.

3. Измерьте микрометром толщину d исследуемых образцов. Запишите результаты в табл.1.2.

4. Приподняв верхнюю обкладку конденсатора, вставьте исследуемый образец между обкладками.

5. На генераторе ГЗ-118 установите произвольную частоту из диапазона от 50^.10² Гц до 80^.10³ Гц.

6. На миллиамперметре нажмите кнопку «2». При этом предел измерения тока будет равен 2 миллиамперам, а результат индицируется в миллиамперах. Включите приборы в сеть.

7. Рассчитайте цену деления вольтметра. Предел измерения вольтметра составляет 12 В. Измерения следует снимать по шкале вольтметра, помеченной «VA~» (вторая снизу шкала). Установите напряжение, даваемое генератором, в пределах 6÷10 В.

8. Запишите в таблицу 1.2 частоту ν генератора, напряжение U и силу тока I. При необходимости измените предел измерения амперметра до 200 микроампер, нажав кнопку «200»; при этом результат даётся в микроамперах.

Таблица 1.2

D=……м
№	Материал образца	d, м	, Гц	, Гц	U, В	ΔU, В	I, мА	ΔI, мА		СР.	
1
2
3
4

9. Изменяя частоту и/или напряжение, сделайте ещё 4 измерения с данным образцом.

10. Вычислите по формуле (1.13) значение  для исследуемого образца.

11. Рассчитайте среднее значение для данного материала, оцените погрешность :

.

Здесь n=5 – число опытов для каждого образца; – коэффициент Стьюдента для пяти опытов при доверительной вероятности α=95%.

12. Все результаты запишите в табл.1.2.

13. Замените образец. Повторите измерения по пунктам 5÷12 для других образцов.

14. Сравните полученные результаты с табличными, сделайте выводы.