Описание измерительной установки

Свойства сегнетоэлектриков исследуются с помощью установки, принципиальная электрическая схема которой представлена на рис.1.8. Напряжение с сегнетоэлектрического кристалла С_х подается на горизонтально отклоняющие пластины осциллографа, таким образом, отклонение луча на экране по горизонтальной оси пропорционально величине поля, приложенного к кристаллу.

Линейный конденсатор С ₀ имеет емкость значительно большую, чем емкость испытуемого конденсатора с сегнетоэлектриком С_х, и соединен с ним последовательно. Напряжение с конденсатора С ₀ подается на вертикально отклоняющие плас-тины осциллографа. В этих условиях луч опишет петлю на экране в координатах заряд напряжение. Схема позволяет не только наблюдать петлю гистерезиса на экране осцилло-графа, но и измерять спонтанную поляризацию Р _сп и коэрцитивное поле Е _к.

В данной работе свойства сегнетоэлектриков исследуются с помощью лабораторной установки, схема которой представлена на рис. 1.9. Установка питается от сети переменного тока с напряжением 220 В. Напряжение на входе измерительной цепи регулируется с помощью автотрансформатора и измеряется вольтметром. Последовательно с испытуемым конденсатором С_х подключатся «линейный» эталонный конденсатор С ₀=10 мкФ (С ₀ >> С_х). На последовательно соединенные конденсаторы подается переменное напряжение U, практически полностью прикладываемое к исследуемому конденсатору С_х. Отклонение луча по оси Х осциллографа пропорционально напряжению U ₁ и полю E = U ₁/ d (d – толщина образца), амплитуду которого можно менять потенциометром R от нуля до некоторого максимального значения U ₁. Так как конденсаторы соединены последовательно, их заряды равны. Напряжение U_Q на конденсаторе С ₀ формирует вертикальную развертку изображения. Отклонение по оси Y пропорционально напряжению U_Q на эталонной емкости. Так как C_xU_x = C ₀ U_Q = Q, то U_Q = C_xU_x/C ₀ и оно пропорционально ε_x и, учитывая, что поляризация P = ε_x E, U_Q будет пропорционально P. Таким образом, при периодической развертке на экране будет отображаться зависимость P(E) (либо Q(U)).

Конденсатор С ₀₁ (слюдяной, емкостью 2200 пФ) необходим для определения масштабов вертикального и горизонтального отклонения луча осциллографа. Тумблер П4 необходим для включения нагревательного элемента – резистора R _эн.

Порядок выполнения работы

При подготовке к работе необходимо изучить лабораторную установку и инструкции к приборам. Записать технические характеристики используемого оборудования. После собеседования с преподавателем приступить к выполнению лабораторной работы.