电介质介电常数的测量
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电极在空气中测量 电极放入介质后测量
C1 C0 C边1 C分1 C 2 C串 C边 2 C分 2
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
其中：
实验中保持 得：
C0
0S
D
ε r ε0 S C串 t εr (D-t)
C分1 C分2
பைடு நூலகம்C边1 C边 2
C串 C2 C1 C0
放置在玻璃容器内。两个电容 器的电容量一个大一个小，经 开关连接到接线柱上，可由开 关K 选择两个电容器中的一个。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
5、十进频率计
频率计是测量交变信
号振动快慢的仪器。被
测信号从HF INPUT口输 入，RESOLUTION中对应
10Hz的键按下，显示器
电磁学实验
【仪器和用具】
如图所示的千分尺是精确测量较小物体长度或圆 形物体外径的计量器具。使用时旋转副尺使测量卡口 间距增大，当被测物能够放入卡口间时，将副尺往回
7、千分尺
旋，此时应旋动副尺顶部旋钮，特别在将要卡住被测
物时，旋转要缓慢，当听到有“咯、咯”声音时停止 转动并可读数。读数时首先确定副尺的边所对准的主 尺刻度，再确定主尺中心线所对副尺刻度读数。主尺、
1 f 2 LC
1 k2 C C0 C分 2 2 2 4 Lf f
电极在空气中测量 k2 k2 C02 C01 2 2 f 02 f 01
电极在介质中测量 k2 k2 εr ( C02 C01 ) 2 2 f2 f1
1 f 22 1 f 12 液体电介质介电常数 εr 2 2 1 f 02 1 f 01 苏州大学物理实验教学中心
副尺刻度读数之和即为测量值。副尺每旋一周为
0.5mm，一周刻度有50格，每一小格即为0.01mm。千 分尺可以估读，所以读数可记录到0.001mm 位。千分 尺使用前应校准零位，当两卡口接触时即间距为零时， 记录主副尺读数，该读数将作为测量值的零位修正值。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
切换，可选择100Hz、 1kHz 或 10kHz。频率越高测量灵敏度越
高，因此本实验中选择10kHz，同样有对应的红色指示灯点亮。 记录时读取面板左侧显示器（DISPLAY A）的显示值（电容量）， 显示值的单位由两显示器中间的红色指示灯提示。
【频率】按键
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
电磁学实验
【仪器和用具】
固体测量电极中上电极与下电
1、固体测量电极
极构成一组平行板电容器。上电
极与千分尺相连，调节千分尺即 可改变平行板电容器的间距，并 从千分尺刻度上读出平行板电容 器极板的间距。电极通过电极引
出插座与测量仪器相连接。该电
极使用前需进行零位校准，校准 方法参见（7.千分尺）。 苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
DF2826数字电桥是带有
2、交流电桥
微处理器的智能型交流电 桥。通过操作【参数】按 键可选择测量L（电感）、 C（电容）和R（电阻）。
本实验选择测量电容，选
择后有对应的红色指示灯 点亮。测量电感或电容时， 在测试台的两个电极上会 有交流电压输出，交流电 压的频率由面板上的
C串 t ε0 S C串 (D t)
苏州大学物理实验教学中心
固体电介质介电常数：
εr
电磁学实验
【实验原理】
2、用回归计算法测空气介电常数和分布电容：
空气介电常数近似为真空介电常数0 ，在平行板电容 器中：S0为极板面积，D为极板间距，则系统电容量为：
ε0 S0 C C分 D
3、 介电常数测试仪
介电常数测试仪内部 有一个电感线圈L，与外
接电容C 即液体介质测量
电极构成LC振荡回路， 外部电容C 通过面板上的 “电容”插座连接。面 板上输出插座通过电缆
与频率计相连。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
4、液体测量电极
液体介质测量电极由三组
金属极板构成两个电容器，并
得：
1 令：C = y ， x D
y a bx
回归计算得： 截距a、斜率b、相关系数r、 截距标准偏差Sa、斜率标准偏差Sb。 C分 = a±Sa ， 0 = (b±Sb )/S0
，式中 a = C分，b = 0 S0
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
3、频率法测量液体电介质介电常数
6、游标卡尺
数时先确定副尺零刻度所对主尺的读数，再确定与主尺对齐的副尺刻度，副尺刻度
每一小格是0.02mm，副尺属于游标刻度，所以不能估读，将主尺和副尺的值相加即 为最终测量值。游标卡尺使用前应进行零位校准，即将副尺推到底，使两卡口接触， 记录主副尺刻度，该读数作为测量值的零位修正值。
苏州大学物理实验教学中心
8、固体电介质样品
固体样品是圆片状的聚四氟乙烯塑料， 该材料具有耐高温、耐腐蚀、绝缘强度高 等特点，故俗称塑料王。
9、液体电介质样品
液体样品是环己烷，该液体无色、无毒、 透明、易挥发。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验内容】
1、电桥法测固体电介质的介电常数
检查电极千分尺的零位，将极板间距调到零，接近零位时要慢慢旋动顶部旋钮， 听到“咯、咯”声停止旋转，记录零位读数D0。 按图将固体介质测量电极连接到交流电桥的测试台上。调节极板间距D = 5.000mm （考虑零位修正）。 从交流电桥上记录极板间为空气时的电容 量C1 。将固体样品慢慢放入两极板之间，放 入样品时不得碰到上电极，以免改变极板间 距。记录放入样品时的电容量C2。反复将样 品取出及放入，重复三次记录C1和C2。 用千分尺测出样品的厚度t，用游标卡尺测出 样品直径d ，均应在不同位置重复测量三次。 有效位数的保留参见【仪器和用具】6、7。
目 录
实验目的 实验原理 仪器和用具 实验内容 数据记录与处理 注意事项
电磁学实验
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验目的】
1、掌握固体、液体电介质相对介电常数
的测量原理及方法；
2、学习减小系统误差的实验方法；
3、学习用最小二乘法处理实验数据。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
1、电桥法测量固体电介质介电常数
上显示的值即为频率值， 单位为kHz，有指示灯
指示。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
游标卡尺是用来精确测量物体长度的计量器具，可测量一般物体的长度、圆形 物体的外径、内径、容器或孔的深度。测量圆片的直径时，按图中的方位，先移动 副尺使卡口增大，放入被测物体，移动副尺使卡口卡住被测物体（用力适当），读
C1 C0 C边1 C分1 C 2 C串 C边 2 C分 2
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
其中：
实验中保持 得：
C0
0S
D
ε r ε0 S C串 t εr (D-t)
C分1 C分2
பைடு நூலகம்C边1 C边 2
C串 C2 C1 C0
放置在玻璃容器内。两个电容 器的电容量一个大一个小，经 开关连接到接线柱上，可由开 关K 选择两个电容器中的一个。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
5、十进频率计
频率计是测量交变信
号振动快慢的仪器。被
测信号从HF INPUT口输 入，RESOLUTION中对应
10Hz的键按下，显示器
电磁学实验
【仪器和用具】
如图所示的千分尺是精确测量较小物体长度或圆 形物体外径的计量器具。使用时旋转副尺使测量卡口 间距增大，当被测物能够放入卡口间时，将副尺往回
7、千分尺
旋，此时应旋动副尺顶部旋钮，特别在将要卡住被测
物时，旋转要缓慢，当听到有“咯、咯”声音时停止 转动并可读数。读数时首先确定副尺的边所对准的主 尺刻度，再确定主尺中心线所对副尺刻度读数。主尺、
1 f 2 LC
1 k2 C C0 C分 2 2 2 4 Lf f
电极在空气中测量 k2 k2 C02 C01 2 2 f 02 f 01
电极在介质中测量 k2 k2 εr ( C02 C01 ) 2 2 f2 f1
1 f 22 1 f 12 液体电介质介电常数 εr 2 2 1 f 02 1 f 01 苏州大学物理实验教学中心
副尺刻度读数之和即为测量值。副尺每旋一周为
0.5mm，一周刻度有50格，每一小格即为0.01mm。千 分尺可以估读，所以读数可记录到0.001mm 位。千分 尺使用前应校准零位，当两卡口接触时即间距为零时， 记录主副尺读数，该读数将作为测量值的零位修正值。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
切换，可选择100Hz、 1kHz 或 10kHz。频率越高测量灵敏度越
高，因此本实验中选择10kHz，同样有对应的红色指示灯点亮。 记录时读取面板左侧显示器（DISPLAY A）的显示值（电容量）， 显示值的单位由两显示器中间的红色指示灯提示。
【频率】按键
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
电磁学实验
【仪器和用具】
固体测量电极中上电极与下电
1、固体测量电极
极构成一组平行板电容器。上电
极与千分尺相连，调节千分尺即 可改变平行板电容器的间距，并 从千分尺刻度上读出平行板电容 器极板的间距。电极通过电极引
出插座与测量仪器相连接。该电
极使用前需进行零位校准，校准 方法参见（7.千分尺）。 苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
DF2826数字电桥是带有
2、交流电桥
微处理器的智能型交流电 桥。通过操作【参数】按 键可选择测量L（电感）、 C（电容）和R（电阻）。
本实验选择测量电容，选
择后有对应的红色指示灯 点亮。测量电感或电容时， 在测试台的两个电极上会 有交流电压输出，交流电 压的频率由面板上的
C串 t ε0 S C串 (D t)
苏州大学物理实验教学中心
固体电介质介电常数：
εr
电磁学实验
【实验原理】
2、用回归计算法测空气介电常数和分布电容：
空气介电常数近似为真空介电常数0 ，在平行板电容 器中：S0为极板面积，D为极板间距，则系统电容量为：
ε0 S0 C C分 D
3、 介电常数测试仪
介电常数测试仪内部 有一个电感线圈L，与外
接电容C 即液体介质测量
电极构成LC振荡回路， 外部电容C 通过面板上的 “电容”插座连接。面 板上输出插座通过电缆
与频率计相连。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
4、液体测量电极
液体介质测量电极由三组
金属极板构成两个电容器，并
得：
1 令：C = y ， x D
y a bx
回归计算得： 截距a、斜率b、相关系数r、 截距标准偏差Sa、斜率标准偏差Sb。 C分 = a±Sa ， 0 = (b±Sb )/S0
，式中 a = C分，b = 0 S0
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
3、频率法测量液体电介质介电常数
6、游标卡尺
数时先确定副尺零刻度所对主尺的读数，再确定与主尺对齐的副尺刻度，副尺刻度
每一小格是0.02mm，副尺属于游标刻度，所以不能估读，将主尺和副尺的值相加即 为最终测量值。游标卡尺使用前应进行零位校准，即将副尺推到底，使两卡口接触， 记录主副尺刻度，该读数作为测量值的零位修正值。
苏州大学物理实验教学中心
8、固体电介质样品
固体样品是圆片状的聚四氟乙烯塑料， 该材料具有耐高温、耐腐蚀、绝缘强度高 等特点，故俗称塑料王。
9、液体电介质样品
液体样品是环己烷，该液体无色、无毒、 透明、易挥发。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验内容】
1、电桥法测固体电介质的介电常数
检查电极千分尺的零位，将极板间距调到零，接近零位时要慢慢旋动顶部旋钮， 听到“咯、咯”声停止旋转，记录零位读数D0。 按图将固体介质测量电极连接到交流电桥的测试台上。调节极板间距D = 5.000mm （考虑零位修正）。 从交流电桥上记录极板间为空气时的电容 量C1 。将固体样品慢慢放入两极板之间，放 入样品时不得碰到上电极，以免改变极板间 距。记录放入样品时的电容量C2。反复将样 品取出及放入，重复三次记录C1和C2。 用千分尺测出样品的厚度t，用游标卡尺测出 样品直径d ，均应在不同位置重复测量三次。 有效位数的保留参见【仪器和用具】6、7。
目 录
实验目的 实验原理 仪器和用具 实验内容 数据记录与处理 注意事项
电磁学实验
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验目的】
1、掌握固体、液体电介质相对介电常数
的测量原理及方法；
2、学习减小系统误差的实验方法；
3、学习用最小二乘法处理实验数据。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【实验原理】
1、电桥法测量固体电介质介电常数
上显示的值即为频率值， 单位为kHz，有指示灯
指示。
苏州大学物理实验教学中心
电磁学实验
【仪器和用具】
游标卡尺是用来精确测量物体长度的计量器具，可测量一般物体的长度、圆形 物体的外径、内径、容器或孔的深度。测量圆片的直径时，按图中的方位，先移动 副尺使卡口增大，放入被测物体，移动副尺使卡口卡住被测物体（用力适当），读