《电介质实验讲义》word版

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1、-I-电介质物理实验指导书电介质实验指导书-13-电介质材料击穿测试与分析一、实验目的1.掌握耐压测试仪的使用方法；2.电子元件、介质材料的耐压和击穿实验的基本方法。二．实验仪器CY2671万能击穿装置，介质测量夹具，纸介（或其它介质）材料。三．实验原理通常情况下介质材料是绝缘体，其中总是回含少量的杂质或缺陷，这些杂质或缺陷平常释放的电子很少，当外界的所加的电场较小时，电介质的电子电流很微弱，保持其绝缘性。而当所加电场很强且超过某一临界值时，这些少量的电子被加速，一较大的能量（动能形式）撞击介质中比的电子或离子，使其离化出电子，被离化出的电子被加速，又去撞击别

2、的电子或离子，进一步离化出新的电子，形成雪崩效应，使电介质中的电流急剧增大，这即是电介质击穿的大致形式。击穿实验是在一定条件下逐步提高加在式样上的电压，直到式样发生击穿破坏了为止，实验手段，根据实验测得击穿电压（对元件）或击穿场强（对材料），作为研究介质材料性能，评定其性能的重要参数，也是对元件结构设计的重要依据。五．基本实验步骤1．将带手枪插头的测试线插入安全门内的插孔（交流输出在左，直流在右）；2．测试线端（鳄鱼头）和地线端分别接到测试样品的夹具两端；3．关好安全门，打开电源至通位置，绿色指示灯亮；4．预热十五分钟后，将测试1校准拨动开关至“校准”电压表指

3、向满刻度，电流表应指向“1MA”附近处，可用小螺丝刀调节“电流”“电压”字样孔的电位器使之满足；5．测试1校准向“测试”确认样品已放入夹具内；6．“漏电流选择”，“漏电范围”分别为“1ma”和“1ma”量程至适当位置；7．“输出电压调节”逆时针使劲旋到头，可听到继电器合匝声，随之绿灯熄灭，红灯发亮，表示可以施加高压；8．调节“输出电压调节”顺时针旋转，即有高压输出，并可在电压表中读出所加高压的数值；9、每种材料测5次，求其平均击穿电压。注意事项：1、每测一次要换一下电容纸的位置，防止测量不准；2、在进行耐压实验时，若达到预定电流值这为击穿电压。四．实验数据及分

4、析1、实验数据电介质实验指导书-13-次数材料123452、实验分析备注：参考击穿电压值材料直流(v)交流（v）纸介400340涤纶介5001700电介质实验指导书-13-电介质材料介电系数和损耗角正切的频率特性测试一、实验目的1、掌握高频Q表仪器的使用方法及工作原理。2、掌握介质材料的介电系数和损耗角随频率变化的特征。二、实验仪器高频Q表(QBG-3B)、标准电感、测试夹具、待测样品。三、实验原理用来制造电容器的介质材料很多，有无机介质材料和有机介质材料之分，介电系数和耗损角正切是介质材料的两个重要系数，也是衡量其他电容性能的基本尺度，并直接影响到产品的质量

5、。因此，了解介质材料的性能对进一步研究新材料、新工艺，对电容的发展具有实际的意义。测量介质材料的介电系数通常是将该材料做成试样，测量其电容量，然后经过计算得到ε和tgδ的值，从电介质物理可知，一定形状和大小的试样，其电容量与材料的介电系数成正比。介质材料的介电系数ε可用填充介质材料的电容量与同样尺寸的真空介质材料的电容量C0之比来表示，即ε=C/C0对平板试样，电介质材料的介电系数ε可由公式求得：其中平板试样电容C的单位为pF，A的单位为㎡，h的单位为m。对于式样是圆形平板时，，则：（1）上面的计算公式均未考虑电极边缘电场的畸变效应，否则需要修正。另外，电场作

6、用下的电介质并不是纯电容，它存在着等效的电阻，即存在着介电损耗，等效为损耗电阻。在交变电场作用下，通过介质的电流矢量之间有一定夹角，正如实验一所提到的此角即为介质损耗角。δ愈大，损耗分量愈大，即电容器或介质材料的损耗大，通常用介质损耗角δ的正切tgδ来表示。本实验利用高频Q表测量试样的电容量。测试原理图如右图所示：将被测电容器或介质材料式样并联与标准可调谐电容器上。当不接式样时，选择适当频率，接入相应的标准线圈，改变调谐电容，使回路发生谐振，此时调谐电容为C1，Q值读数为Q1；接入式样时，减小调谐电容，使回路重新恢复谐振，此时调谐电容为C2，Q值为Q2。因为：

7、,电介质实验指导书-13-而,则所以式中——可从图所示等值变换计算确定。因为即则根据实部相等，得所以而则所以（2）电介质实验指导书-13-实验时将一个标准电容与被测样品并联，固定发生器频率，分别在接入样品和不接样品的两种情况，改变电容器的数值使之发生谐振，两次测量的容量差值就是待测电容[也就是公式（1）中的C]。设第一次不接时谐振电容为，谐振频率，第二次插入改变谐振电容器的电容，谐振频率仍为，使电路从新起振此时电容值为由于不变，所以。四、实验步骤1．打开高频Q表电源，预热30分钟以后方能进行测量；2．短接的两端，对Q表调零；3．选择一适当电感接到LX两端；4．

8、将微调电容器调至零，主调电容器调到较大