LABORATOR DE LUCRU № 6
DETERMINAREA DIELEKTRICHESKOYPRONITSAEMOSTI dielectrici lichide
Obiectiv - determinarea constantei dielectrice cu ajutorul fenomenului retracting lichid dielectric în interiorul unui condensator plat.
dielectric neîncărcată este plasat în câmp electric este polarizat. Nonpolar proces de polarizare dielectric este trecerea centrele de greutate al sarcinilor pozitive și negative ale moleculei față de celălalt, adică. Formarea E. In dipolilor. polarizare dielectrică Polar este orientată de-a lungul câmpului preferențial existent în dipoli dielectrice (a se vedea. Introducerea de lucru № 5).
Luați în considerare comportamentul calitativ al dipol într-un astfel de câmp electric neuniforma. Să presupunem că în direcția X câmpului axei de intensitate E crește. Grăitor, aceasta este reprezentată printr-o condensare a liniilor electrice (Fig. 1). Forțele care acționează asupra tarifelor dipol variază, deoarece E1 într-un punct în cazul în care o sarcină pozitivă este mai mare decât E2 în punctul în care sarcina negativa. În consecință, dipolul într-un domeniu neuniforma sub influența forței rezultante se deplasează spre un câmp mai puternic. Acest fenomen, în special, se datorează retragerii dielectric în condensator paralel placă.
2. Descrierea metodei de instalare și de măsurare
Luați în considerare un condensator paralel placă este imersată parțial într-un dielectric lichid (Fig. 2). Deoarece în apropierea marginilor plăcilor condensatorului are un câmp neuniforma, dipolii să aplice forța, componentele verticale ale care sunt îndreptate în sus. Ca rezultat, izolatorul este tras în spațiul dintre plăcile condensatorului. Pentru a găsi forța verticală rezultantă, cu care câmpul electric acționează asupra fluidului în domeniul neomogen al condensatorului, și de a folosi legea conservării de conversie a energiei. Pentru simplificare, vom presupune că suprafața lichidului este orizontală (în acest caz, nici un fenomen capilar), câmpul din interiorul condensatorului (și nu la marginea ei) este uniformă și nu modifică tensiunea superficială a lichidului. Deoarece condensatorul este conectat la sursa de alimentare, diferența de potențial dintre plăcile sale de U este constantă. Să presupunem că în procesul de retracta dielectric lichid înălțimea coloanei H între plăci este mărit cu o cantitate mică H (Fig. 2). A. întrucât activitatea desfășurată de către forțele câmpului electric este egal cu
Mai mult decât atât, există o schimbare de energie a câmpului electric asupra valorii condensator
unde C1 și C2 - capacitate înainte și după creșterea de lichid la H înălțime. Capacitatea este umplută parțial cu un dielectric, poate fi definită ca fiind capacitatea de două condensatoare conectate în paralel, una dintre care - cu un dielectric, celălalt - fără el. Capacitatea unui astfel de sistem este
unde a - lățimea plăcii; S - suprafața sa; aH - zona părții imersate a plăcii; d - distanța dintre plăci; - constanta dielectrică a lichidului. Prin urmare, este ușor de a găsi schimbarea în capacitate
Retractia lichidului în condensator și schimba energia câmpului se datorează funcționării sursei de curent. Presupunând că procesul de retragere este suficient de lent, atunci curentul în circuit este atât de scăzut încât putem neglija pierderile termice, și să își asume diferența de potențial egală cu plăcile condensatorului sursa electromotoare. Apoi, pe baza ecuației bilanțului energetic, vom scrie
și lucrările efectuate de sursa de curent, găsiți cu formula
în care - o taxă suplimentară debordant la plăcile condensatorului așa cum este umplut cu dielectric (în acest caz, înălțimea H).
Din ecuațiile (2), (4) și (5) definesc câmpul de forță operare
sau, formula dată (3), obținem
Pe de altă parte, în conformitate cu formula (1) A = f H. prin urmare, forța necesară va fi egală cu
stare de echilibru lichid are loc atunci când este îndeplinită condiția f = mg. Dacă ne exprimăm masa m trasă coloanei de lichid prin densitatea și volumul V = adh. obținem f = padhg. În această expresie, h - înălțimea finală la care lichidul a crescut sub efectul unui câmp dat U (derivarea formula de calcul de mai jos H însemna creștere mică de înălțime). Substituind această valoare a forței în formula (8), găsim expresia finală pentru calcularea permitivitatea fluidului
C. Într-o cuvă de sticlă umplută cu dielectric lichid, două plăci paralele sunt omise, în care este alimentat tensiunea * ( tensiunii alternative, care este utilizată în funcțiune, nu afectează validitatea formulei de calcul (7) ca frecvență joasă polarizare dielectric are timp să urmeze câmpul .) a transformatorului ridicător
(Fig. 3). Schimbarea tensiunii de Latro (A) (autotransformator), care, împreună cu un transformator (Tr) situat în interiorul carcasei unitatii. reglarea tensiunii se face prin rotirea butonului, derivată de pe capacul frontal. Se măsoară tensiunea pe kilovoltmetru plăcile C (kV). Schimbarea nivelului lichidului și distanța dintre plăci este determinată prin măsurarea microscop M. Câmpul microscop de scală vedere de măsurare este plasat, care orientarea poate fi schimbată. Pentru a determina distanța dintre plăcile scara orizontală; pentru determinarea modificărilor nivelului lichidelor când o tensiune este pornit la o scară verticală. În măsurătorile ar trebui să se țină seama de faptul că imaginea produsă de ocularul, inversat.
3. Ordinea de performanță
Se măsoară distanța d dintre plăci. Pentru această scală microscop plasat orizontal.
Stabili amploarea microscopului și marcați vertical h1 nivelul lichidului între plăcile în absența tensiunii (Latro mâner în poziția „0“).
Rotiti stabili tensiunea dorită (600-700). H2 măsurat nivelul fluidului la această tensiune.
H2 măsurători la alte valori ale tensiunii repetate. Total 5 - 7 măsurători în intervalul de la 600 la 1500 V.
4. Măsurători de prelucrare
calculată pentru fiecare valoare U cu formula
Găsiți eroarea pentru cea mai mare U. Se recomandă să se obțină mai întâi o formulă care exprimă eroarea relativă ( - 1) și se calculează ea. h1 Eroare. h2. d și U sunt instrumentale. Pentru că atunci se determină într-o manieră convențională și înregistrează rezultatul final.
5. Întrebări de testare
Explicați motivul pentru retragerea către interior a condensatorului dielectric.
Cum este capacitatea și încărcarea condensatorului ca lichidul să fie tras?
Calculul ieșire formulă.
Ce valori sunt măsurate direct în lucrare, ce dispozitive?
1. Detlaf A. A. curs Yavorsky BM Milkovskaya LB fizicii. T. 2. - M. executiv. Școala 1977, § 6.1, 6.2, 6.3.
Documente conexe:
cablu și condensator paralel placă. 5. Studiul proprietăților dielectrice ale fluidelor. 6 Opredeleniedielektricheskoypronitsaemostizhidkogodielektrika. 7. Studiul metodei forței electromotoare.
Ce ar trebui să fie dielektricheskayapronitsaemostzhidkogodielektrika. atunci când scufundări. o expresie matematică este folosită pentru a determina pătrunzătoare fluxului magnetic. B. Atenuarea luminii. B. răspuns definitiv poate fi dat. Intensitatea G..
atunci când denumiți dielektricheskoypronitsaemosti. omise. Opredeleniedielektricheskoypronitsaemosti posibil. 2 - lichid. 3 - Dielektricheskayapronitsaemost dielectricilor gazoși nepolare aproape de pătrat de refracție dielectric (consecință.
condensator? Definirea diferit conductor capacitanță izolat prin determinarea capacitatii. la diferența de potențial U. Condensatoarele umplute cu zhidkimdielektrikom dielektricheskoypronitsaemostyu ε. Cum de a schimba diferența de potențial.
Dielektricheskayapronitsaemost. Ecuațiile de bază ale electrostatica de dielectricilor. Condițiile de frontieră de pe suprafața „dielectric-dielectric“. Forme de dielectrici. dielektricheskuyupronitsaemostzhidkogo. așa cum este definit inductanță.