材料介电常数的测试和分析

1、编辑课件1材料介电常数的测试和分析材料介电常数的测试和分析编辑课件2 主要内容主要内容 实验目的实验目的 实验原理实验原理 实验仪器实验仪器 实验步骤实验步骤 注意事项注意事项 思考题思考题编辑课件31 实验目的实验目的 理解介电常数的物理意义和测试原理。 掌握固体介质相对介电常数的测试方法。 掌握液体介质相对介电常数的测试方法。编辑课件42 实验原理实验原理 一个平板电容器的容量C与平板的面积A成正比，而与板间的距离d成反比。这里的比例常数称为静态介电常数。写成 （1） 根据C=Q/V 可知，如果在电容器两极板间放入电介质，则这个电容器的电容就要增加。带有电介质的电容C与不带有电介质（真空）

2、的电容C0之比称为介质的相对介电常数，表示为 （2） 因此，式（2）可以写成 （3） ACd 0rCC 0/rCA d 编辑课件52.1 固体介质相对介电常数的测定D万用电桥D万用电桥t图1 平行板电容器系统编辑课件610CCCC边缘分布2CCCC串边缘分布210CCCC串00000rrrrSSSDttCSStDtDtt 串（4）（5）由（4）（5）可得：2100210()(rCCC tSCCC)（D-t）（6）编辑课件7 2.2 液体介质相对介电常数的测定液体介质相对介电常数的测定介电常数测试仪示波器C02 rC01 rC02 C01 图2 液体介质测试装置 液体测试槽中已装有空气电容器（两

3、个槽中为不同容量的空气电容器）。其原理为：我们知道RC振荡器频率为12fRC12kCRff12kR编辑课件80101kCCf分布当介质为液体时0202kCCf分布02010201kkCCff020121rkkCCff2102011111rffff（7）编辑课件93 实验仪器实验仪器 介电常数测量仪 1台（套） （交流）万用电桥 1台 示波器 1台 烧杯500CC 3个 待测固体介质 待测液体介质 螺旋测微仪 1个编辑课件104 实验步骤实验步骤 4.1 用电桥法测定固体介质的相对介电常数（1）打开万用电桥，按图1所示将万用电桥与测量仪接好，测试之前要先进行清零（包括开路和短路清零）。（2）清零

4、之后将平行板电容器调至一定高度（即图1中所示D，D应大于固体介质厚度t），测出此时以空气为介质时平行板电容器的电容量C1。编辑课件11（3）将待测样品完全放入平行板电容器内，保持其高度不变，测出有介质时平行板电容器的电容量C2。（4）测出待测样品的厚度t、上表面面积S、平行板电容器的极间距离D，由公式（6）算出电介质的相对介电常数。编辑课件124.2 用频率法测定液体介质的相对介电常数（1）按图2所示将介电常数测量仪与示波器接好，将两个 不同宽度的电容器放入玻璃杯中，调整示波器直到得 出比较稳定的波形，记录下此时的振荡频率f01，f02。（2）将液体介质倒入烧杯中，并浸没电容器，方法同（1）

5、一样，测出两只不同容量电容器接入时所对应的振荡频率f1，f2。（3）用公式（7）计算液体介质的相对介电常数。编辑课件13 4.3 待测数据 实验号DtSC0C1C2固体介质1固体介质2固体介质3实验号f01f02f1f2液体介质1液体介质2编辑课件145 注意事项注意事项用电桥法测定固体介电常数时需要选择合适的频率，每改变一次频率范围时都要重新进行一次清零校正。用电桥法测定固体介电常数时，手要尽量不在样品周围晃动，以免有感应影响测量结果。本实验所提供的塑料电容器可用于电容器油和变压器油两种介质的分组实验。每次测完一组液体介电常数时，都要把塑料电容器擦拭干净，以免影响下一组数据的测量。编辑课件156 思考题思考题 1. 在测量固体、液体