相对介电常数的测量

实验内容
2.频率法测液体电介质的相对介电常数
（1）连接好线路 （2）电容选择开关置于1，电极以空气为介质， 用频率计测出振荡频率f01 ；电容选择开关置于2， 电极以空气为介质，用频率计测出振荡频率f02 （3）把待测液体介质倒入容器中。电容选择开关置于1， 用频率计测出振荡频率f1 ；电容选择开关置于2， 用频率计测出振荡频率f2
【预习思考题】 预习思考题】
（1）交流电桥是由哪些元件和仪器构成? （2）交流电桥是怎样测出待测电容的电容 量的?
制作：黄 勇
武汉理工大学物理实验中心
实验内容
1.电桥法测固体电介质的相对介电常数
（1）用游标卡尺和测微电极电容系统上的螺旋测微器， 依次测出样品的直径R和厚度t （2）连接好线路，调节测量电极上、下极板间的间距， 使间距约为样品厚度的1.3倍。用测微电极电容系统上 的螺旋测微计测出间距D的大小 （3）用交流电桥测出以空气为介质的电容量C1 。 保持电极板的间距不变，将待测样品放入两极板间， 再用交流电桥测出有介质的电容量C2 （4）求出相对介电常数的平均值 。
ε rε 0 S t = C串 = D − t ε 0 S ε rε 0 S 1 + ε r ( D − t ) + D −t t ε0S
×
ε rε 0 S
εr =
ε 0 S − C串 (D − t )
C串 t
实验原理
二、用频率法测定液体电介质的介电常数
介电常数测试仪内部的电感L和被测试电容C构成LC振荡回路
f = 1 2π LC , 即 1 C = 4π 2 L f
2
k2 = f 2
其中
k2 =
Leabharlann Baidu
4π 2 L 1
f 2−2 − f1−2 ε r = −2 − f 02 − f 012
只要测出四种情况对应的振荡频率f01、f02、f1、f2
实验仪器
SDK型介电常数测试仪，固体介质测微电极电容系统， 液体介质测试电极电容系统，频率计 交流电桥，游标卡尺，被测液体介质，被测固体介质
测微器
一组平行板电极组成的电容器
ε = C C
2 1
r
上电极
物理实验中测量电容量， 较常用的方法是用交流电桥来测量
下电极
待测样品
图4-11-1 测微电极电容系统
实验原理
一、用电桥法测量固体电介质相对介电常数
C1= C0 + C边1 + C分 1 C2= C串 + C边2 + C 分2 C边1= C边2 、C分1= C分2 C0=ε0 S / D C串= C2－C1+ C0
实验4.11固体液体电介质相对介电常数的测定 实验 固体液体电介质相对介电常数的测定 实验简介 实验目的 实验原理 实验仪器
实验内容 注意事项 数据处理
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和方法 。 2.学会减小系统误差的实验方法 。
实验原理
一、用电桥法测量固体电介质相对介电常数