ТЕХНИЧЕСКИ УНИВЕРСИТЕТ –
СОФИЯ
Факултет по комуникационна техника и
технологии
Катедра: „Технология на електронното производство”
Предмет: „Материалознание”
Студент: фак. №
Факултет: Група: Подпис на студента:
Преподавател: Оценка: Дата:
Упражнение №2
Тема:
„Изследване на диелектрични материали при изменение на
температурата на околната среда”
I.Задание
1.Да се измери изменението на параметрите: капацитет Сх и
тангенс на ъгъла на диелектричните загуби tg? на образците при
изменение на температурата на диапазона от Та (стайна
температура) до Т
мах
.
2.Да се пресметне за всеки образец коефициента k, отразяващ
влиянието на геометричните размери на образеца.
3.Да се изчисли относителната диелектрична проницаемост ?
r
на
образците за всяка от температурите на измерване като
получените резултати се представят графично, т.е. ?
r
=f(T).
Аналогично да се представи зависимостта tg?=(Т)?
4.Да се определи температурният коефициент ?
?r
на всеки образец
за две темератури от изследвания интервал.
II.Теоретична постановка
Поляризацията е основен процес,който се наблюдава в
диелектричните материали,когато те са подложени на
въздейстивието на електрично поле.Мярката за поляризация на
диелектриците е тяхната диелектрична проницаемост.Важно е да
се показва зависимостта на диелектричната проницаемост от
температурата на околната среда.Тази зависимост е различна за
различните видове поляризацияелектронна,йонна и
диполна.Електронната и йонната поляризации протичат много
бързо,без загуба на енергияи температурата не оказва директно
влияние върху тях.Диполната поляризация е значително по
бавна,осъществяването й се придружава от загуба на енергия и
зажиси от температурата.Найобщото определение за
диелектирчни загуби гласи,че това е електричнта
мощност,изразходвана за хагряването на диелектрика,протичащи
под действието на електрично поле.За оценка на диелектричните
загуби се използва ъгъла ?,наречен ъгъл на загубите.Той
предствлява ъгълът допълващ до 90 фазовия ъгъл между тока и
напрежението в капацитетна верига.С тангенса на ъгъла на
загубите се оценяват поляризационните загуби,които се
наблюдават само в променливо електрично поле.Температурната
зависимост на tg? се определя от температурната зависимост на
времето за релаксация.То намалява при повишаване на
температурата.
Диелектричните материали се разделят на полярни и
неполярни.Структурата на неполярните диелектрици се
характеризира с липса на постоянни диполи.В неполярните
диелектирици протичат поляризации с малки стойности на
диелектрична проницаемост и с малки загуби на
ненергия.Структурата на полярните диелектрици се характеризира
с наличието на постоянни диполи.В полярните диелектрици
протичат поляризации с големи стойности на диелектричната
проницаемост и с големи загуби на енергия.
В зависимост от честотната област на приложение се
разграничават две групи диелектрици – високочестотни и
нискочестотни.
Използваните в електронните апаратури и системи диелектрици
биват органични (полимери) и неоргнични(керамика).Керамиките са
наймного използваните неорганични диелектрици.
Найважните параметри, характеризиращи един диелектрик са:
относителната диелектрична проницаемост, показваща колко пъти
намалява проницаемостта на електричното поле в съответния
диелектрик в сравнение с вакуума и тангенса от ъгъла на
диелектричните загуби, който е дефиниран само при променливо
електрично поле, tg? представлява отклонението на имагинерната
и реалната част на ?
r.
Може да измерим ?
t
като изследваме
коефициента на кондензатора с площ на плочите S и разстояние
между тях d. Знаем, че той се определя по формулата
Cх=( ?
0
. ?
r
.S)/d.
Можем да обединим ?
0
.S/d в коефициенти, които можем да
изчислим за всеки от образците, след което за всяка температура
да измерим Сх и да изчислим
?
r
. k=d/ ?
0
.S, ?
r
=k.Сх, ?
0
=8,85.10
12
F/m, tg? се измерва
директно от апаратурата f=1kHz.
Изчисляването на „k” за всеки отделен образец става на базата на
дадените размери.
Tк tg?=? tg?=? tg?/ tg?.?t, C
1
Tк tg ?
r
=? ?
r
=? ?
r
/ ?
r.
?t, C
1
Диелектриците, които ние изследваме са кондензаторна керамика
(D=12,8m; d=0,75mm), алуминоокисна керамика (a=51mm; b=51mm;
d=1,25mm) и ситал (a=11,5mm; b=14,65mm; d=0,75mm)
345
49
