Referat Fizica. Materiale Dielectrice Solide

label Referate autorenew 2025-09-29, 16:56 history_edu sebivaduva
Materiale Feroelectrice15 noiembrie 1999 1.- Scopul Lucrarii Scopul acestei lucrari este determinarea permitivitatii complexe relative a materialelor dielectrice solide uzuale si analiza comportarii acesteia n frecventa. n Tabelul 1 sunt caracterizate cteva materiale studiate n lucrarea de fata (masurate la ? = 20 oC si f = 50 Hz), iar n Figura 1 si Figura 2 este prezentata dependenta cu frecventa pentru ?' si tg?? la temperatura constanta de ? = 20 oC pentru 2 materiale dielectrice uzuale: polietilentereftalat si policarbonat.Tabelul 1MaterialTip de polarizare?'tg??polietilentereftalatpolarizare de orientare3(4?5)10-3polimetacrilat de metil (plexiglas)"3,50,02?0,08policarbonat"3(8?12)10-4hrtie de condensator"6,6(6?7)10-3mica muscovitpolarizare de deplasare electronica si ionica6,5?7310-4politetrafluretilena(teflon)polarizare de deplasare electronica1,9?2,2(1?4)10-4 2.- Obtinerea Datelor Experimentale A. Se masoara partea reala a permitivitatii reale si tangenta unghiului de pierderi pentru urmatoarele materiale: politetrafluoretilena (teflon), polimetacrilat de metil (plexiglas), stratificat pe baza de hrtie (pertinax), stratificat pe baza de sticla (sticlotextolit).Masuratorile se efectueaza la doua frecvente, indicate n Tabelul 2. Din setul de bobine etalon ale Q-metrului se alege bobina corespunzatoare frecventei de masura astfel nct capacitatea de acord Cv0 sa aiba valoare ct mai mare pentru a putea fi posibila masurarea la conectarea condensatorului auxiliar. Materialele se pun, pe rnd, ntr-un dispozitiv ce formeaza condensatorul auxiliar si, deoarece dielectricul este detasabil, se urmaresc etapele de masura prezentate (a, b, c).a) Se conecteaza bobina etalon la Q-metru, se fixeaza frecventa specificata, se face acordul prin modificarea condensatorului Cv, se noteaza Cv0 si Q0.b) Se conecteaza, n continuare, condensatorul auxiliar cu dielectric, se reface acordul prin modoficarea condensatorului variabil, se noteaza Cv1 si factorul de calitate Q1.c) Se scoate dielectricul dintre armaturi, fixnd distanta ntre armaturi egala cu grosimea dielectricului scos. Se reface acordul, notnd Cv2 si Q2.Valorile mentionate se vor trece n Tabelul 2 care va fi completat cu valorile calculate.Tabelul 2MaterialulTeflonSticlotextolitPertinaxPlexiglasf [MHz]0,24010,24010,24010,2401Cv0 [pF]422203422203422203422203Q0132181132181132181132181Cv1 [pF]39317431610929279381163Q113017086703723115115Cv2 [pF]399180384165383164396177Q2132181132181132180132181 1,261,262,792,473,333,181,581,54 0,00210,00320,04500,04680,21050,19760,01820,0248tg?0,00170,00250,01610,01890,06310,06210,01150,0161Se repeta masuratorile pentru fiecare material.Observatie: Prima masuratoare ( Cv0,Q0 ) este aceeasi pentru toate materialele la aceeasi frecventa, daca se pastreaza aceeasi bobina iar Q0 ? Q2. B. Se masoara partea reala a permitivitatii complexe si tangenta unghiului de pierderi pentru urmatoarele folii dielectrice: polietilentereftalat (mylar), teflon si mica.Masuratorile se efectueaza la frecventele specificate n Tabelul 3.Modul de lucru este urmatorul:1. Folosind o bobina etalon corespunzatoare se realizeaza acordul circuitului prin modificarea valorii capacitatii condensatorului variabil la frecventa indicata n Tabelul 3. Se noteaza Qo, Cv0.2. Se conecteaza succesiv condensatoarele auxiliare (cte unul pentru fiecare material dielectric) si se reface acordul prin modificarea valorii capacitatii condensatorului variabil. Se noteaza Q1 si Cv1.3. Valoarea condensatorului Cauxo se calculeaza functie de dimensiunile peliculei de dielectric, avnd aceeasi valoare pentru toate frecventele.Rezultatele masuratorilor si ale calculelor se trec n Tabelul 3. Tabelul 3f [MHz]0.20.30.512510Bobina nr.34567911Q0190165205190205202248Cv0 [pF]158265326202168170246Micag = 200 mD = 15 mmCv1 [pF]130238300176142146221Q17897121989394125Ca0 [pF]7,87,87,87,87,87,87,8 3,593,463,333,333,333,083,21 0,15310,14430,14150,12800,12650,12400,1251tg?0,04260,04170,04250,03840,03800,04030,0390Mylarg = 30 mD = 12 mmCv1 [pF]92200261137102115180Q1170155193175185180212Ca0 [pF]33,3333,3333,3333,3333,3333,3333,331,981,951,951,951,981,651,98 0,00300,00310,00290,00270,00260,00310,0051tg?0,00150,00160,00150,00140,00130,00190,0026Teflong = 200 mD = 12 mmCv1 [pF]146254315191156159234Q1185162201185201195232Ca0 [pF]5555555 2,402,202,202,202,402,202,40 0,00460,00590,00640,00570,00340,00590,0137tg?0,00190,00270,00290,00260,00140,00270,0057 3.- Prelucrarea Datelor Experimentale Formulele folosite pentru completarea tabelelor sunt: Tabelul 2 Tabelul 3 Cu datele din Tabelul 3 se fac reprezentarile grafice si pentru materialele studiate la punctul B. 4.- ntrebari si probleme 1.Cum comentati comportarea materialelor masurate la punctul A la cele 2 frecvente? Valorile permitivitatii relative reale sunt comparabile cu cele reale, da putin mai mici n timp ce pierderile sunt mai mari. Aceasta este o subliniere a realitatii. Deoarece n partea de teorie o serie de influente externe si interne (datorate structurii imperfecte sau) au fost neglijate, este normal sa apara diferente. n plus o mare parte a acestor diferente se datoreaza aparaturii de laborator folosita (care are limitarile ei). Este evident din masuratorile efectuate ca folosireea acestor materiale este recomandata la frecvente mici deoarece la frecvente mari pierderile sunt mult mai mari (la unele materiale chiar duble teflon). 2.De ce credeti ca alura caracteristicii de frecventa pentru ?', respectiv tg?? pentru polietilentereftalat (mylar) ridicata n laborator difera de cea teoretica data n Figura 1? Asa cum am aratat la punctul anterior metoda de masura are limitarile si imperfectiunile ei. n plus, aparatura folosita (n special condensatorul auxiliar) duce la cresterea erorilor.3.Sa se deduca formula de calcul a tangentei unghiului de pierderi echivalente a doua condensatoare legate n paralel si n serie cnd se cunoaste capacitatea si tangenta unghiului de pierderi pentru fiecare condensator.Din formula Taylor rezulta:Conexiunea n serie:Conexiunea n paralel:4.Sa se calculeze permitivitatea complexa echivalenta a unui dielectric format din doua straturi de materiale diferite, cnd se cunoaste permitivitatea complexa a fiecaruia (vezi Figura 3). Figura 3. 5.Sa se calculeze rezistenta echivalenta de pierderi n paralel, pentru fiecare condensator auxiliar folosit la doua din frecventele pentru care s-au facut masuratorile. Condensatorul [pF] [MHz] [k?]
17,80,30,14430,4717,820,12650,08233,330,50,00293,29233,3310,00271,77350,30,005917,993550,00591,08