电学实验ppt课件
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22
导，而当温度和电场强度增加时，电子电导的
作用会增大。衡量材料导电难易程度的物理量
为电阻率（）或电导率（）。一般电阻率小 于102欧姆·米的固体材料称为导体；电阻率大于 1012欧姆·米的的固体材料称为绝缘体；电阻率 介于两者之间的材料称为半导体。
5
绝缘电阻与体电阻、表面电阻的关系
1
影响因素分析
•
根据实验结果对每个项目的影响因素进行综
合分析和评价，并对所测试材料的性质作出评判，
对课后的思考题进行认真理解，并结合自己试验
过程中的实际情况给出参与本次实验的心得和体
会。
21
六、报告提交 • 实验完成3天后提交实验报告，以组为单位，
由组长收齐并按按照学号的先后排放整齐， 交到韩老师处。
• 3. 弄清材料导电率随温度变化的机理，掌握材 料阻温曲线的测绘方法。
4
实验原理
• 1. 绝缘电阻的测定原理
•
物体之所以导电是由于内部存在的各种载
流子在电场作用下沿电场方向移动的结果。固
体介质的电导分为两种类型：即离子电导和电
子电导。对于一般材料，特别是用作绝缘材料
的固体介质，正常条件下的主要作用是离子电
满均匀绝缘介质后的电容量，与不存在介质时
（即真空）的电容量相比所增加的倍数。其数学
表达式为：
•
C x = εC a0
8
•
介质损耗是指电介质材料在外电场作用下发
热而损耗的那部分能量。如图所示，由于介质电
容器存在损耗，因此通过介质电容器的电流向量 ，
并δ称不为超介前质电损压耗向角量。如的果V把，具而有2 是损（耗）的角介2度质 。电其容中器， 等效为电容器与损耗电阻的并联电路 ，如图所示，
式中：R代表回路电阻；L代表回路电感；C代表回路电容。 由上式可知，当输入电压V不变时，则Q与VC成正比。
因此在一定输入电压下，VC值可直接标示为Q值。Q表即根
。 据这一原理来制造
10
3、阻温曲线的测试原理
11
三、实验使用仪器
• 测定绝缘电阻的方法主要有电压表－电流表法（测量 109欧姆以下的绝缘电阻）、检流计法（1012欧姆以下）、 电桥法（1015欧姆以下）以及高阻计法。其中高阻计测量 的阻值较高，测量范围较广，而且操作方便。本实验采用 高阻计测量绝缘电阻。
12
通常测量材料介电系数和介电损耗角正切的方法有两种： 交流电桥法和Q表测量法。其中Q表测量法在测量时由于操
。 作与计算比较简便而广泛采用。本实验介绍这种测量方法
13
RT电阻温度特性测定仪
14
四、实验数据记录
绝 缘 电 阻 测 试 数 据
15
介 电 系 数 和 介 质 损 耗 正 切
16
阻 温 特 性 曲 线 测 试 数 据
1
1
IV
IS
R RV RS
V
V
其中,Rv表示试样体积电阻，Rs表示试样的表面电阻。
6
高阻计法测量的基本电路示意图
IX
V RX R0
V0 R0
RX
V V0
R0
R0
RX
V V0
R0
7
• 2、介电系数和介质损耗正切的测定原理
•
按照物质电结构的观点，任何物质都是由不
同性的电荷构成，而在电介质中存在原子、分子
Rs
2 ln
D2 D1
18
介电系数和介质损耗正切
0.144 (C1 C 2) t
D2
tg C0 C1 Q1 Q2
C1 C2 Q1 Q2
19
t Rt 100 % R0
阻温特性曲线
t Rt 100 %
R0
1 t t
20
17
五、实验数据处理（实验报告部分） V
EV jV
V t
IS S
V IV
D1'2 4t
RV
D1'2 4t
绝缘电阻
V
EV jV
V t
IS S
V IV
D1'2
4t
RV
D1'2
4t
s
ES jS
V r ln
r2 r1
IS
2 r
V IS
2 ln
D2 D1
3
二、实验目的及实验原理
实验目的：
• 1.了解绝缘材料的导电机理.，弄懂高阻计测量 材料电阻率的基本原理.，掌握常温下用高阻计 三电极系统测量材料绝缘电阻的方法。
• 2.探讨介质极化与介电系数、介电损耗的关系。 了解高频Q表的工作原理。掌握室温下用高频Q 表测定材料的介电系数和介电损耗角正切的方 法。
则可得：
tg IR 1 IC R C
表示材料在一周期内热功率损耗与储存之比，是衡量材料损耗程度的物理量。
9
Q表的测量回路是一个简单的R—L—C回路，如图所示。 当回路两端加上电压V后，电容器C的两端电压为VC，调节 电容器C使回路谐振后，回路的品质因数Q就可用下式表示：
Q Vc wL 1 V R wRc
和离子等。当固体电介质置于电场中后，固有偶
极子和感应偶极子会沿电场方向排列，结果使电
介质表面产生等量异号的电荷，即整个介质显示
出一定的极性，这个过程称为极化。极化过程可
分为位移极化、转向极化、空源自文库电荷极化以及热
离子极化。对于不同的材料、温度和频率，各种
极化过程的影响不同。
•
介电系数的一般定义为：电容器两极板间充
材料电学性能综合实验
负责教师： 韩春华 李丽
1
一、实验报告的书写要求 二、实验目的及实验原理 三、实验使用仪器 四、实验数据的记录 五、实验数据的处理和分析 六、实验报告的提交
2
一、实验报告的书写要求
• 1、 预习报告（20%） • 材料绝缘电阻、 材料介电系数和介质损耗正切以及材
料的阻温特性曲线三个实验的实验目的、实验原理、实验 仪器和实验操作步骤 （要求简洁明了，有电路的原理 图）。 • 2、实验过程（30%） • 积极主动使用实验仪器，认真记录得到的实验数据， 数据要求真实可靠，要求三个测试的实验数据都书写在此 部分。 • 3、实验报告(50%) • 对所得实验数据进行分析处理，运用到最终的计算公 式要表达出来，然后对实验数据进行归纳和总结，分析实 验中的影响因素
导，而当温度和电场强度增加时，电子电导的
作用会增大。衡量材料导电难易程度的物理量
为电阻率（）或电导率（）。一般电阻率小 于102欧姆·米的固体材料称为导体；电阻率大于 1012欧姆·米的的固体材料称为绝缘体；电阻率 介于两者之间的材料称为半导体。
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绝缘电阻与体电阻、表面电阻的关系
1
影响因素分析
•
根据实验结果对每个项目的影响因素进行综
合分析和评价，并对所测试材料的性质作出评判，
对课后的思考题进行认真理解，并结合自己试验
过程中的实际情况给出参与本次实验的心得和体
会。
21
六、报告提交 • 实验完成3天后提交实验报告，以组为单位，
由组长收齐并按按照学号的先后排放整齐， 交到韩老师处。
• 3. 弄清材料导电率随温度变化的机理，掌握材 料阻温曲线的测绘方法。
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实验原理
• 1. 绝缘电阻的测定原理
•
物体之所以导电是由于内部存在的各种载
流子在电场作用下沿电场方向移动的结果。固
体介质的电导分为两种类型：即离子电导和电
子电导。对于一般材料，特别是用作绝缘材料
的固体介质，正常条件下的主要作用是离子电
满均匀绝缘介质后的电容量，与不存在介质时
（即真空）的电容量相比所增加的倍数。其数学
表达式为：
•
C x = εC a0
8
•
介质损耗是指电介质材料在外电场作用下发
热而损耗的那部分能量。如图所示，由于介质电
容器存在损耗，因此通过介质电容器的电流向量 ，
并δ称不为超介前质电损压耗向角量。如的果V把，具而有2 是损（耗）的角介2度质 。电其容中器， 等效为电容器与损耗电阻的并联电路 ，如图所示，
式中：R代表回路电阻；L代表回路电感；C代表回路电容。 由上式可知，当输入电压V不变时，则Q与VC成正比。
因此在一定输入电压下，VC值可直接标示为Q值。Q表即根
。 据这一原理来制造
10
3、阻温曲线的测试原理
11
三、实验使用仪器
• 测定绝缘电阻的方法主要有电压表－电流表法（测量 109欧姆以下的绝缘电阻）、检流计法（1012欧姆以下）、 电桥法（1015欧姆以下）以及高阻计法。其中高阻计测量 的阻值较高，测量范围较广，而且操作方便。本实验采用 高阻计测量绝缘电阻。
12
通常测量材料介电系数和介电损耗角正切的方法有两种： 交流电桥法和Q表测量法。其中Q表测量法在测量时由于操
。 作与计算比较简便而广泛采用。本实验介绍这种测量方法
13
RT电阻温度特性测定仪
14
四、实验数据记录
绝 缘 电 阻 测 试 数 据
15
介 电 系 数 和 介 质 损 耗 正 切
16
阻 温 特 性 曲 线 测 试 数 据
1
1
IV
IS
R RV RS
V
V
其中,Rv表示试样体积电阻，Rs表示试样的表面电阻。
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高阻计法测量的基本电路示意图
IX
V RX R0
V0 R0
RX
V V0
R0
R0
RX
V V0
R0
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• 2、介电系数和介质损耗正切的测定原理
•
按照物质电结构的观点，任何物质都是由不
同性的电荷构成，而在电介质中存在原子、分子
Rs
2 ln
D2 D1
18
介电系数和介质损耗正切
0.144 (C1 C 2) t
D2
tg C0 C1 Q1 Q2
C1 C2 Q1 Q2
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t Rt 100 % R0
阻温特性曲线
t Rt 100 %
R0
1 t t
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五、实验数据处理（实验报告部分） V
EV jV
V t
IS S
V IV
D1'2 4t
RV
D1'2 4t
绝缘电阻
V
EV jV
V t
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V IV
D1'2
4t
RV
D1'2
4t
s
ES jS
V r ln
r2 r1
IS
2 r
V IS
2 ln
D2 D1
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二、实验目的及实验原理
实验目的：
• 1.了解绝缘材料的导电机理.，弄懂高阻计测量 材料电阻率的基本原理.，掌握常温下用高阻计 三电极系统测量材料绝缘电阻的方法。
• 2.探讨介质极化与介电系数、介电损耗的关系。 了解高频Q表的工作原理。掌握室温下用高频Q 表测定材料的介电系数和介电损耗角正切的方 法。
则可得：
tg IR 1 IC R C
表示材料在一周期内热功率损耗与储存之比，是衡量材料损耗程度的物理量。
9
Q表的测量回路是一个简单的R—L—C回路，如图所示。 当回路两端加上电压V后，电容器C的两端电压为VC，调节 电容器C使回路谐振后，回路的品质因数Q就可用下式表示：
Q Vc wL 1 V R wRc
和离子等。当固体电介质置于电场中后，固有偶
极子和感应偶极子会沿电场方向排列，结果使电
介质表面产生等量异号的电荷，即整个介质显示
出一定的极性，这个过程称为极化。极化过程可
分为位移极化、转向极化、空源自文库电荷极化以及热
离子极化。对于不同的材料、温度和频率，各种
极化过程的影响不同。
•
介电系数的一般定义为：电容器两极板间充
材料电学性能综合实验
负责教师： 韩春华 李丽
1
一、实验报告的书写要求 二、实验目的及实验原理 三、实验使用仪器 四、实验数据的记录 五、实验数据的处理和分析 六、实验报告的提交
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一、实验报告的书写要求
• 1、 预习报告（20%） • 材料绝缘电阻、 材料介电系数和介质损耗正切以及材
料的阻温特性曲线三个实验的实验目的、实验原理、实验 仪器和实验操作步骤 （要求简洁明了，有电路的原理 图）。 • 2、实验过程（30%） • 积极主动使用实验仪器，认真记录得到的实验数据， 数据要求真实可靠，要求三个测试的实验数据都书写在此 部分。 • 3、实验报告(50%) • 对所得实验数据进行分析处理，运用到最终的计算公 式要表达出来，然后对实验数据进行归纳和总结，分析实 验中的影响因素