Исходные данные. Обработка результатов

Исходные данные

Испытатель-ная темпе-ратура t, °С	Испытуемые образцы
	«1»		«2»		«3»		«4»		«5»
	Неорганическое стекло		Слюда		Тиконд		Полипропилен		Сегнетокерамика
	c1, пФ	tg	c2, нФ	tg	c3, пФ	tg	c4, нФ	tg	c5, нФ	tg
	1637,6	0,005	1,71	0,0537	1506,6	0,007	2,399	0,0605	2,302	0,0574
	1638,7	0,0041	1,711	0,0542	1486,8	0,007	2,392	0,0606	4,083	0,0566
	1639,1	0,0041	1,712	0,0542	1469,3	0,0073	2,386	0,0607	5,36	0,084
	1639,8	0,0041	1,712	0,0544	1447,1	0,0077	2,375	0,0607	14,773	0,1176
	1640,5	0,004	1,713	0,0545	1436,6	0,0079	2,366	0,0607	9,615	0,0475
	1640,2	0,0038	1,714	0,0545	1431,6	0,0079	2,363	0,0608	7,752	0,0487
		0,0036	1,713	0,0546	1427,4	0,008	2,36	0,0608	6,787	0,0499
	1641,2	0,0037	1,713	0,0547	1423,6	0,0079	2,357	0,0608	6,063	0,0786
	1641,5	0,0036	1,714	0,0547	1420,3	0,008	2,355	0,0608	5,366	0,0731
	1641,5	0,0036	1,717	0,0547	1414,7	0,008	2,35	0,0608	4,467	0,0608
	1641,6	0,0036	1,714	0,0548		0,0083	2,345	0,0608	3,74	0,0621

C₀=15,22 пФ

Обработка результатов

1. По экспериментальным данным построим температурные зависимости емкости исследованных образцов С(Т).

2. По экспериментальным данным построим температурные зависимости тангенса угла диэлектрических потерь tg δ исследованных образцов

3. Рассчитаем значение температурного коэффициента емкости α_сдля исследованных образцов, пользуясь выражением α_с= (1/С)*(dС/dT). Значение производной dС/dT найдем путем графического дифференцирования. Для этого воспользуемся средой MSExcel и с помощью функции ЛИНЕЙН() (аппроксимация исходных данных линейной зависимостью y=k*x+b, производная dС/dT при данной температуре равна коэффициенту k) найдем значение производных. Результаты расчётов занесем в таблицу 5.2.

Пример вычислений:

Найдем значение производной для первого образца. В формулу линейно подставим экспериментальные данные для неорганического стекла. Получим значение коэффициента k₁ = 5,7697E-14.

Найдем значение температурного коэффициента емкости для температуры 22°С (295К), С= 1,6376E-09Ф

α_с= (1/ 1,6376E-09)*( 1,1E-13), α_с= 0,000067 К^-1.

4. Пользуясь формулой α_с = α_ε + α_lд, рассчитаем значение температурного коэффициента диэлектрической проницаемости α_εдля исследованных материалов. Результаты расчётов занесем в таблицу 5.2.

Пример вычислений:

образец 1 (неорганическое стекло), Т=22°С, α_с=0,000067 К^-1, α_lд= 3,00E-06 К^-1

α_ε = α_с - α_lд, α_ε = 0,67E-04 - 3,00E-06, α_ε = 0,000064 К^-1.

Значение температурного коэффициента линейного расширения диэлектрика α_lд:

"1"	"2"	"3"	"4"	"5"
Неорганическое стекло	Слюда	Тиконд	Полипропилен	Сегнетокерамика
3,00E-06	1,35E-05	8,00E-06	1,10E-04	1,20E-05

Таблица 5.2

5. По данным таблицы 5.2. построим температурные зависимости температурного коэффициента диэлектрической проницаемости α_ε для всех исследованных материалов

Выводы

При построении графиков температурной зависимости емкости мы обнаружили что графики для первых четырех образцов линейны: для неорганического стекла и слюды с ростом температуры увеличивается емкость. У конденсатора с полипропиленовым диэлектриком и диэлектриком из тиконда емкость уменьшается с ростом температуры.

Совсем иначе ведет себя сегнетокерамика, емкость такого конденсатора растёт до некоторой температуры 58°С (С= 14,773 нФ), далее уменьшается т.к. уменьшается диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрика.

При построении температурной зависимости температурного коэффициента диэлектрической проницаемости α_ε мы получили, что для неорганического стекла и слюды данный коэффициент положителен. Для тиконда и полипропилена α_εимеет отрицательное значение. В случае с сегнетокерамикой коэффициент изменятся с ростом температуры от положительных до отрицательных значений.

⇐ Предыдущая 12