材料介電常數(shù)的測試和分析,主要內(nèi)容,實驗?zāi)康膶嶒炘韺嶒瀮x器實驗步驟注意事項思考題,1實驗?zāi)康?理解介電常數(shù)的物理意義和測試原理。掌握固體介質(zhì)相對介電常數(shù)的測試方法。掌握液體介質(zhì)相對介電常數(shù)的測試方法。,2實驗原理,一個平板電容器的容量C與平板的面積A成正比，而與板間的距離d成反比。這里的比例常數(shù)稱為靜態(tài)介電常數(shù)。寫成（1）根據(jù)C=Q/V可知，如果在電容器兩極板間放入電介質(zhì)，則這個電容器的電容就要增加。帶有電介質(zhì)的電容C與不帶有電介質(zhì)（真空）的電容C0之比稱為介質(zhì)的相對介電常數(shù)，表示為（2）因此，式（2）可以寫成（3）,2.1固體介質(zhì)相對介電常數(shù)的測定,圖1平行板電容器系統(tǒng),（4）,（5）,由（4）（5）可得：,（6）,2.2液體介質(zhì)相對介電常數(shù)的測定,C02,C01,C02,C01,圖2液體介質(zhì)測試裝置液體測試槽中已裝有空氣電容器（兩個槽中為不同容量的空氣電容器）。其原理為：我們知道RC振蕩器頻率為,當介質(zhì)為液體時,（7）,3實驗儀器,介電常數(shù)測量儀1臺（套）（交流）萬用電橋1臺示波器1臺燒杯500CC3個待測固體介質(zhì)待測液體介質(zhì)螺旋測微儀1個,4實驗步驟,4.1用電橋法測定固體介質(zhì)的相對介電常數(shù)（1）打開萬用電橋，按圖1所示將萬用電橋與測量儀接好，測試之前要先進行清零（包括開路和短路清零）。（2）清零之后將平行板電容器調(diào)至一定高度（即圖1中所示D，D應(yīng)大于固體介質(zhì)厚度t），測出此時以空氣為介質(zhì)時平行板電容器的電容量C1。,（3）將待測樣品完全放入平行板電容器內(nèi)，保持其高度不變，測出有介質(zhì)時平行板電容器的電容量C2。（4）測出待測樣品的厚度t、上表面面積S、平行板電容器的極間距離D，由公式（6）算出電介質(zhì)的相對介電常數(shù)。,4.2用頻率法測定液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)（1）按圖2所示將介電常數(shù)測量儀與示波器接好，將兩個不同寬度的電容器放入玻璃杯中，調(diào)整示波器直到得出比較穩(wěn)定的波形，記錄下此時的振蕩頻率f01，f02。（2）將液體介質(zhì)倒入燒杯中，并浸沒電容器，方法同（1）一樣，測出兩只不同容量電容器接入時所對應(yīng)的振蕩頻率f1，f2。（3）用公式（7）計算液體介質(zhì)的相對介電常數(shù)。,4.3待測數(shù)據(jù),5注意事項,用電橋法測定固體介電常數(shù)時需要選擇合適的頻率，每改變一次頻率范圍時都要重新進行一次清零校正。用電橋法測定固體介電常數(shù)時，手要盡量不在樣品周圍晃動，以免有感應(yīng)影響測量結(jié)果。本實驗所提供的塑料電容器可用于電容器油和變壓器油兩種介質(zhì)的分組實驗。每次測完一組液體介電常數(shù)時，都要把塑料電容器擦拭干凈，以免影響下一組數(shù)據(jù)的測量。,6思考題,1.在測量固體、液體電介質(zhì)的相對介電常數(shù)的過程中，能否移動或接觸測量導線