Лабораторные работы. Электричество и магнетизм / Физика. Эл. ЛР. Определение температуры Кюри сегнетоэлектрика

Цель работы: Получить зависимость диэлектрической проницаемости от температуры и определить точку Кюри в сегнетоэлектрике.

Приборы и принадлежности: Термопара, милливольтметр для измерения термоэдс термопары, микроамперметр, вольтметр, нагреватель, трансформатор, градуировочная кривая термопары.

ХОД РАБОТЫ:

1. Включим установку в сеть и снимем первоначальные показания.

Uген, В	UR, В	f, Гц	t0, ºC
220	0,05	200	40

2. По мере возрастания температуры, а далее убывания будем снимать показания с милливольтметра.

Определим диэлектрическую проницаемость среды при различных температурах

t, ºC	U, В		ε, м/Гн		1/ε, Гн/м
	Нагр.	Ост.	Нагр.	Ост.	Нагр.	Ост.
60	0,06	0,08	12,05*I	9,04*I	0,083*I	0,111*I
85	0,06	0,09	12,05*I	8,03*I	0,083*I	0,124*I
110	0,08	0,11	9,04*I	6,57*I	0,111*I	0,152*I
135	0,08	0,14	9,04*I	5,16*I	0,111*I	0,194*I
160	0,1	0,18	7,23*I	4,02*I	0,138*I	0,249*I
180	0,12	0,21	6,03*I	3,44*I	0,166*I	0,290*I
200	0,14	0,25	5,16*I	2,89*I	0,194*I	0,346*I
215	0,16	0,3	4,52*I	2,41*I	0,221*I	0,415*I
230	0,18	0,34	4,02*I	2,13*I	0,249*I	0,470*I
245	0,21	0,42	3,44*I	0,72*I	0,290*I	0,581*I
260	0,24	0,52	3,01*I	1,39*I	0,332*I	0,719*I
270	0,27	0,62	2,68*I	1,17*I	0,373*I	0,858*I
275	0,28	0,65	2,58*I	1,11*I	0,387*I	0,899*I
280	0,3	0,75	2,41*I	0,96*I	0,415*I	1,037*I
285	0,32	0,83	2,26*I	0,87*I	0,443*I	1,148*I
290	0,34	0,95	2,13*I	0,76*I	0,470*I	1,314*I
295	0,37	1,02	1,95*I	0,71*I	0,512*I	1,411*I
300	0,39	1,05	1,85*I	0,69*I	0,539*I	1,452*I
305	0,43	1,08	1,68*I	0,67*I	0,595*I	1,494*I
310	0,47	1,1	1,54*I	0,66*I	0,650*I	1,521*I
315	0,52	1,1	1,39*I	0,66*I	0,719*I	1,521*I
320	0,58	1,1	1,25*I	0,66*I	0,802*I	1,521*I
325	0,68	1,08	1,06*I	0,67*I	0,941*I	1,494*I
330	0,85	1,05	0,85*I	0,69*I	1,176*I	1,452*I
335	1,0	1,05	0,72*I	0,69*I	1,383*I	1,452*I
340	1,02	1,02	0,71*I	0,71*I	1,411*I	1,411*I
345	1,05	1,0	0,69*I	0,72*I	1,452*I	1,383*I
350	1,05	1,0	0,69*I	0,72*I	1,452*I	1,383*I
355	1,02	0,98	0,71*I	0,74*I	1,411*I	1,355*I
360	1,0	0,98	0,72*I	0,74*I	1,383*I	1,355*I
365	0,98	0,95	0,74*I	0,76*I	1,355*I	1,314*I
370	0,95	0,95	0,76*I	0,76*I	1,314*I	1,314*I

3. Определим диэлектрическую проницаемость титаната бария при нагреве и при охлаждениии, построим график её зависимости от температуры и определим температуру Кюри.

;

.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что называется вектором поляризации диэлектрика?

Вектор поляризации — векторная физическая величина, равная дипольному моменту единицы объёма вещества, возникающему при его поляризации, количественная характеристика диэлектрической поляризации. Диэлектрическая поляризация обусловлена смещением связанных зарядов вещества во внешнем электрическом поле относительно их расположения при отсутствии внешнего электрического поля.

2. Как связаны вектор поляризации вещества и плотность поляризационных зарядов внутри тела и на его поверхности?

; α – угол между вектором поляризации и нормалью к поляризованной поверхности.

;

; l – условная длина поляризованного объёма.

3. Напишите соотношение, связывающее векторы Е, Р и D. Как это соотношение выглядит в проводнике?

Напряжённость электрического поля — векторная физическая величина, характеризующая электрическое поле в данной точке и численно равная отношению силы, действующей на неподвижный точечный заряд, помещённый в данную точку поля, к величине этого заряда.

.

Вектор поляризации P— векторная физическая величина, равная дипольному моменту единицы объёма вещества, возникающему при его поляризации, количественная характеристика диэлектрической поляризации.

.

Вектор электрического смещения (индукции).

;

;

.

4. Образец сегнетоэлектрика имеет форму таблетки. Найдите индукцию и напряженность электрического поля в образце, если вектор поляризации направлен вдоль оси таблетки, а его величина равна Р₀ и не зависит от напряженности поля.

.

;

;

;

.

5. Проводящая пластинка помещена в однородное электрическое поле, вектор напряженности Е, которого перпендикулярен плоскости пластинки. Найдите векторы Р и D в пластинке.

По нулям. Потому, что проводник.