Сегнетоэлектриков
Цель работы: определить диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрика, остаточную индукцию, коэрцитивную силу и тангенс угла диэлектрических потерь.
Приборы и принадлежности: кассета ФПЭ-02/07, источник питания, вольтметр цифровой В7-27А, осциллограф C1-72.
Описание установки
Кассета ФПЭ-02/07 содержит исследуемый диэлектрик – сегнетокристалл ТТСе (конденсатор C1, схема на рисунке 2.5).
Принцип работы установки основан на поляризации сегнетоэлектрика в зависимости от напряженности электрического поля, подаваемого на образец.
Кассета соединяется кабелем с источником питания, к гнездам PV подключается вольтметр, а к гнездам Y и X – осциллограф. Потенциометром R3 на лицевой панели ФПЭ-02/07 можно изменять напряжение, а, следовательно, и напряженность поля 
. При этом напряженность внешнего поля в обоих конденсаторах будет пропорциональна общему напряжению U. В свою очередь, заряд Q пропорционален вектору электрической индукции 
в исследуемом образце (D ~ P).
Итак, на горизонтальный вход X осциллографа подается общее напряжение, т. е. величина, пропорциональная , а на вертикальный Y – напряжение, пропорциональное заряду Q и, следовательно, вектору электрической индукции .
Ход работы
1 Включив осциллограф, выключите генератор развертки. На экране отыщите луч в виде точки и поместите его в центре экрана осциллографа. Прокалибруйте X -вход осциллографа. Для этого на X -вход от этого же осциллографа подайте калибровочное напряжение (разъемы на левой панели) и сопоставьте калибровочное напряжение с масштабной сеткой осциллографа.
2 Подключите через кабель к кассете ФПЭ-02/07 источник питания, предварительно выведя все потенциометры источника питания в крайнее левое положение. При этом ручка потенциометра «Peг U» на кассете устанавливается в среднем положении. К соответствующим гнездам кассеты подключите вольтметр и осциллограф.
3 Получите на экране осциллографа петлю гистерезиса. Добейтесь путем изменения сопротивления потенциометра R3, чтобы петля гистерезиса занимала весь экран. Перерисуйте её на миллиметровку в осях D и E, используя формулы 2.3, 2.4. Уменьшая напряжение на сегнетоэлектрике потенциометром «Peг U», зарисуйте на этом же рисунке еще две других петли гистерезиса.
4 Используя рисунок на миллиметровке и формулу 2.5, рассчитайте относительную диэлектрическую проницаемость сегнетоэлектрика для различных напряженностей электрического поля E и сделайте соответствующие выводы.
5 Определите для всех петель гистерезиса величину полной поляризации Р и соответствующую ей напряженность E, а также остаточную индукцию Dост и коэрцитивную силу E (отрезки ОРr и ОEС, рисунок 2.4).
6 Определите величину максимального напряжения, подаваемого на сегнетоэлектрик, при котором еще не наблюдается петля гистерезиса, т. е. когда Р ~ E, и соответствующую ему напряженность поля E.
7 Определите тангенс угла диэлектрических потерь по формуле (2.6)
, (2.6)
где Sn – площадь петли гистерезиса, выраженная в единицах деления шкалы осциллографа, x1, y1 – координаты вершины петли гистерезиса на экране осциллографа.
Примечание – Для получения симметричной петли гистерезиса в исследуемую электрическую цепь можно подавать через разъём постоянную составляющую напряжения, которая регулируется потенциометром «12-120 В» на лицевой панели источника питания. Помните, что это напряжение должно быть не более 40 В.
Используемые данные:
R1 = 1 МОм, R2 = 56 кОм, R3 = 4,7 кОм, С2 = 156 нФ. Значения d и S уточните у преподавателя.
Тема 3
