4. Эл. св-ва сегнетоэлектриков (№4)

тока, заряд на обкладках изменяется на 2Q , а индукция на ΔD=2D. Микровеберметр измеряет изменение потока ΔΦ. Состояние сегнетоэлектрика переходит по петле гистерезиса из точки A (рис.1) в симметричную точку А’. Таким образом, согласно

(14)

D 2D ,

RS

следовательно

D	(15)
2RS ,

где D - электростатическая индукция (Кл*м-2), ΔΦ - изменение потока (Вб); R - сопротивление (Ом); S - площадь пластин конденсатора (м2).

Результаты измерения заносятся в табл. 2. Постепенно увеличивая напряжение до Umax на конденсаторе, аналогично снимет последующие точки на кривой поляризации. При этом нужно только увеличивать напряжение, так как вследствие гистерезиса при уменьшении напряжения точки не попадут на кривую поляризации. Для Umax сделать измерение несколько раз, чтобы рассчитать случайную погрешность.

Измерение петли гистерезиса

При измерении петли гистерезиса используются оба источника напряжения.

I. Предположим, что начальное состояние сегнетоэлектрика определяйся точкой 0 (Dmax, Umax) (рис. 7). При этом вольтметр V1 показывает максимальное значение (переключатель П1 находится в положении 1).

Пусть нам нужно измерить координаты точки I. Для этого на вольтметре V2 устанавливается напряжение U, соответствующее точке I, а затем тумблер П1 переключается в положение II, При этом сегнетоэлектрик из состояния "0" с координатами (Dmax и Umax) скачком переходит в состояние "1" с координатами (D1; U1). При этом переключении микровеберметром измеряется изменение потока ΔΦ1 откуда рассчитывается

	D		1	(16)
			RS
	1

Рис. 7. К методике определения точек на петле гистерезиса.
Координата точки D1 рассчитывается из выражения:
D1 Dmax D.	(17)

2.Приведем теперь сегнетоэлектрик в состояние 2, соответствующее напряжению на конденсаторе – U1. Для этого изменим полярность на конденсаторе переключателем П2. Для получения координаты точки 2 измеряем микровеберметром изменение индукции ΔD2 при изменении напряжения на конденсаторе от –U1 до –Umax. Для этого переключатель П1 ставим в положение I.

3.Приведем сегнетоэлектрик в состояние 3. Для этого переключатель ПI поставим в положение II. Измеряем микровеберметром ΔD3 и рассчитываем координаты точки 3.

4.Приведем сегнетоэлектрик в состояние 4. Для этого снова меняем полярность переключателем П2. Измеряем микровеберметром значение ΔD4. При этом переключатель П1 ставим в положение I, т. е. приводим сегнетоэлектрик в состояние 0. Рассчитываем координаты точки 4. После этого устанавливаем на вольтметре V2 новое значение напряжения и повторяем весь цикл сначала. Результаты занести в табл. 3.

Задание

1.Составить таблицы для измерений.

2.Снять кривую поляризации D(E) и петлю гистерезиса. На петле гистерезиса получить не менее 20 точек, т. е. снять не менее 5 циклов.

3.Рассчитать по кривой поляризации f (E).

4. Построить графики кривой поляризации D f (E) петли гистерезиса,

диэлектрической проницаемости f (E).

5.Оценить погрешности измерений Dmax и Emax.

6.Рассчитать максимальную поляризацию Pmax, полученную в работе.

7.Привести пример численного расчета одной из точек на кривой поляризации, на петле гистерезиса (желательно координаты точки во II или IV квадранте) проницаемости и поляризации.

8.В выводах привести основные параметры сегнетоэлектрика Pmax; Dmax; Emax; Dr; Ec; εEmax.(с погрешностями)

		Кривая поляризации					Таблица 2
U	+ΔΦ1	- ΔΦ1	ΔΦср		E	D		ε

Таблица 3

Петля гистерезиса

U

ΔΦ1

ΔΦ2

ΔΦ3

ΔΦ4

ΔD1

ΔD2

ΔD3

ΔD4

E

D1

D2

D3

D4

Контрольные вопросы

1.Что такое вектор поляризации?

2.Какова связь между вектором поляризации и электростатической индукцией?

3.Что называется диэлектрической проницаемостью и диэлектрической восприимчивостью вещества?

4.Назовите основные свойства сегнетоэлектриков.

5.Что является причиной этих свойств?

6.На чем основана методика измерения электростатической индукции?