Порядок выполнения работы

Перед выполнением работы внимательно ознакомьтесь с описанием приборов, используемых в данной установке.

Подготовьте установку к работе. Для этого:

1. Установите ручку "Peг. U" на панели модуля ФПЭ-02 в среднее положение.

2. Установить органы управления на панелях осциллографа PО в положение, обеспечивающее наблюдение фигур Лиссажу, измерение величины переменного напряжения и исследование зависимости между двумя внешними сигналами.

3. Подготовьте к работе вольтметр РV.

4. Соберите структурную функциональную схему установки согласно рис. 2.6.

5. После проверки схемы преподавателем или заведующим лабораторией присоедините все приборы к сети переменного напряжения 220 В (~220 В), частотой 50 Гц и на панелях всех приборов включите тумблеры "Сеть"; при этом на экране осциллографа должна появиться петля гистерезиса.

6. Установите петлю гистерезиса в центральную часть экрана осциллографа.

Задание 1. Определение тангенса угла диэлектрических потерь.

1. Получите петлю гистерезиса предельного цикла.

Для этого на панели модуля поверните в крайнее правое положение ручку "Peг. U" и подберите, если это необходимо, такой коэффициент отклонения k_у осциллографа, чтобы кривая гистерезиса предельного цикла целиком размещалась в пределах экрана, занимая по вертикали не меньше его половины.

2. Измерьте координаты x_o и y_o вершины петли гистерезиса.

Для этого, подводя каждую из вершин петли (точки А и С на рис. 2.3) сначала к оси X, а затем к оси Y (центральным, градуированным линиям сетки экрана), определите их координаты +x_o и -x_o, +y_o и -y_o и возьмите среднее арифметическое из модулей полученных значений. Запишите значение коэффициента отклонения k_у при измерении координаты y_o.

3. Установите кривую гистерезиса симметрично относительно осей Y и X и по точкам, снятым с помощью сетки экрана, перерисуйте ее с экрана осциллографа на миллиметровую бумагу.

4. Определите площадь петли гистерезиса, используя рисунок, выполненный на миллиметровой бумаге.

5. Вычислите тангенс угла диэлектрических потерь tg d по формуле (2.24).

Задание 2. Определение остаточного смещения, коэрцитивной силы и спонтанной поляризации насыщения.

1. Установите петлю гистерезиса предельного цикла, полученную в задании 1, п. 1, симметрично относительно оси Y. Измерьте значение у_r как половину высоты петли гистерезиса при x = 0. Запишите значение коэффициента отклонения k_у, соответствующее этому измерению.

2. Установите петлю гистерезиса симметрично относительно оси X. Измерьте значение x_c как половину ширины петли гистерезиса при y = 0.

3. Продолжите линейные участки петли гистерезиса предельного цикла (АВ и СD) на рис. 2.3) до пересечения с осью Y, используя рисунок петли, выполненный в задании 1, п. 3. Измерьте значение y_s как половину расстояния между точками пересечения экстраполированных участков с осью Y.

4. По формулам (2.21) и (2.22) рассчитайте значения остаточного смещения D_r (P_{s max} @ D_s) и коэрцитивной силы E_c.

5. Оцените погрешности измерения остаточного смещения D_r и коэрцитивной силы E_с.

Указание. Значения параметров, необходимые для расчетов, и точность их задания указаны в паспорте установки.

Задание 3. Получение основной кривой поляризации и изучение зависимости e = f(E).

1. Для кривой гистерезиса предельного цикла, полученной в задании 1, п. 1, измерьте значения координат x_{o max} и y_{o max} вершины цикла (точки В на рис. 2.3) по методике, описанной в том же задании 1, п. 2. Запишите значение коэффициента отклонения k_y при измерении y_{o max}. Определите напряжение U по показанию вольтметра PV.

2. Уменьшите напряжение U с помощью ручки "Peг. U" на панели модуля и получите петлю гистерезиса предельного цикла, соответствующую такому амплитудному значению напряженности Е_o электрического поля, ниже которого предельный цикл исчезает, т.е. начинают изменяться площадь петли и координаты ее вершин.

Для этой петли:

а) определите напряжение U по показанию вольтметра РV;

б) возьмите из задания 1, п. 2 значения величин x_o, y_o и k_y.

3. Получите несколько частных циклов, уменьшая напряжение U ручкой "Peг. U" на панели модуля и изменяя значения коэффициента k_y осциллографа? таким образом, чтобы каждая петля гистерезиса занимала по вертикали не меньше половины экрана. Число частных циклов должно быть не менее пяти при различных значениях коэффициента отклонения k_y.

Для каждого частного цикла:

а) измерьте координаты x_o и y_o его вершины;

б) запишите значение коэффициента отклонения k_y, при котором выполнено измерение y_o;

в) определите напряжение U по показанию вольтметра РV.

4. Результаты всех измерений по п. 1-3 занесите в табл. 2.1.

5. Постройте основную кривую поляризации в координатах X и Y.

6. Для всех исследованных циклов переполяризации рассчитайте значения E_o и e по формулам (2.23) и (2.25).

7. Оцените погрешности измерения диэлектрической проницаемости e.

8. Занесите в табл. 2.1 результаты всех вычислений.

9. Постройте график зависимости e = f(E).

Таблица 2.1

U, В	xo, дел.	yo, дел.	ky, В/дел.	kyyo/U	Eo 104, В/м	e, 103	De, 103	(e ± De), 103