Download - Vlastnosti dielektrik
Vlastnosti dielektrik
Mgr. Martin Tomáš
Dielektrické konstanta
- dielektrická konstanta závisí na intenzitě elektrického pole a časovém průběhu této veličiny
- dielektrická konstanta závisí i na dalších faktorech – teplota, tlak, koncentrace, struktura materiálu apod.
- úkolem dielektrických měření je vyšetření těchto závislostí
Teplotní závislost dielektrické konstanty
- při rozdílných teplotách se částice v dielektriku chovají odlišně
- můžeme pozorovat pokles či nárůst dielektrické konstanty
- některé materiály v určitých teplotních intervalech vykazují pouze slabou závislost dielektrické konstanty
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
- kompozitní dielektrika – materiály složené z několika složek
- vodivá složka – práškový kov (zinek, chrom, pentakarbonylové železo)
- nevodivá složka – bezbarvý lak
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
Výroba kompozitního dielektrika
- vytvoření směsi bezbarvého laku a práškového kovu ve vhodné nádobě (50 g bezbarvého laku a 17 g práškového kovu)
- zatuhnutí vzorku (cca 3 dny)
- vyjmutí vzorku z nádoby a vytvoření válcového tvaru
Vzorek chromového kompozitu
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
- na vytvarovaný vzorek umístíme polepy (elektrody) z alobalu
- z polepů vyvedeme vodiče o vhodné délce
- tím je vytvořen jednoduchý kondenzátor vyplněný kompozitním dielektrikem
- změříme rozměry kondenzátoru (plochu podstav válce a výšku válce) a určíme jeho kapacitu bez dielektrika
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
- teplotní závislost můžeme měřit pomocí univerzálního LCR – metru ELC – 131D, digitálního teploměru a magnetické míchačky
- do kádinky nalijeme silikonový olej, který začneme pomocí magnetické míchačky mírně zahřívat
- ve vhodných teplotních intervalech měříme kapacitu kondenzátoru vyplněného kompozitem
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
magnetická míchačka
vzorek
teploměr
silikonový olej
Teplotní závislost dielektrické konstanty – kompozitní dielektrika
- dielektrickou konstantu vzorku určíme z podílu naměřené kapacity a kapacity kondenzátoru bez dielektrika
,
kde C0 je kapacita kondenzátoru bez dielektrika a Cx je kapacita téhož kondenzátoru vyplněného kompozitním dielektrikem.
0r
x
C
C
Teplotní závislost dielektrické konstanty
Chrom
0
2
4
6
8
10
12
14
0 20 40 60 80 100 120 140
Teplota [°C]
Die
lekt
rick
á ko
nst
anta
Bezbarvý lak
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 20 40 60 80 100 120 140
Teplota [°C]
Die
lek
tric
ká
ko
ns
tna
nta
Přírůstek dielektrické konstanty způsobený kovovou složkou kompozitního dielektrika
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 20 40 60 80 100 120 140
Teplota [°C]
Die
lekt
rick
á ko
nst
anta