Pomiar stałej dialektrycznej dla powietrza:

S = 0,0531 m² U_c = 1,5 kV C = 220 nF

U [V]	0,80	1,00	1,20	1,40	1,80	2,40
d [cm]	0,35	0,30	0,25	0,20	0,15	0,10
1/d [cm^-1]	2,86	3,33	4,00	5,00	6,67	10,00
Q=U*C [nAs]	176	220	264	308	396	528

U - napięcie na kondensatorze pomocniczym

d - odległość między płytkami kondensatora

1/d - odwrotność odległości między płytkami

Q - ładunek kondensatora

C - pojemność kondensatora

S - powierzchnia okładek kondensatora

U_c - ustalone napięcie na kondensatorze pomiarowym

Wykres ładunku Q kondensatora w funkcji 1/d odwrotności odległości pomiędzy płytkami kondensatora:

Q[nAs]

1/d [cm ^-1]

Ze współczynnika nachylenia prostej liczymy stałą dialektryczną dla powietrza:

(zakładamy, że prosta przechodzi przez środek współrzędnych)

błąd względny

błąd bezwzględny

S = 0,0531 m² d = 2mm C = 220 nF

Uc [kV]	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
U [V]	0	0,4	0,8	1,4	2,0	2,6	3,1	4,0
Q [nAs]	0	88	176	308	440	572	682	880

Wykres ładunku Q kondensatora w funkcji przyłożonego napięcia U_c:

Q[nAs]

Uc[kV]

błąd względny

błąd bezwzględny

Pomiar stałej dialektrycznej dla PCV:

S = 0,0531 m² d = 10,6 mm C = 220 nF

Uc [kV]	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
U [V]	0,2	0,4	0,8	1,2	1,8	2,2	2,8	3,4
Q=U*C [nAs]	44	88	176	264	396	484	616	746

Q[nAs]

U[V]

Ze współczynnika nachylenia prostej liczymy stałą dialektryczną PCV:

(zakładamy, że prosta przechodzi przez środek współrzędnych)

błąd względny

błąd bezwzględny

zapis błędu bezwzględnego:

(8,79±0,18)10^-12

Pomiar stałej dialektrycznej dla pleksi:

S = 0,0531 m² d = 8,2 mm C = 220 nF

Uc [kV]	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
U [V]	0,2	0,6	1,0	1,6	2,3	3,0	3,8	4,6
Q=U*C [nAs]	44	132	220	352	506	660	836	1012

Q[nAs]

U[V]

Ze współczynnika nachylenia prostej liczymy stałą dialektryczną pleksi:

(zakładamy, że prosta przechodzi przez środek współrzędnych)

błąd względny

błąd bezwzględny

10^-12

Pomiar stałej dialektrycznej dla teflonu:

S = 0,0531 m² d = 9,6 mm C = 220 nF

Uc [kV]	0,5	1,0	1,5	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0
U [V]	0,2	0,4	0,6	0,8	1,2	1,5	1,9	2,2
Q=U*C [nAs]	44	88	132	176	264	330	418	484

Q[nAs]

U[V]

błąd względny

błąd bezwzględny

WNIOSKI:

Wraz ze wzrostem odległości pomiędzy okładkami kondensatora, pojemność maleje, co z kolei systematycznie prowadzi do obliczania zbyt dużej stałej dialektrycznej. To jest właśnie przyczyną, dlaczego stała dialektryczna powinna być obliczana dla małej i jednocześnie ustalonej odległości pomiędzy okładkami kondensatora.

Powierzchniowe ładunki osłabiają pole elektryczne wewnątrz dialektryka pochodzące od rzeczywistych ładunków zgromadzonych na metalowych okładkach kondensatora. Osłabienie te jest wyrażone za pomocą właściwej dla danego materiału, bezwymiarowej, tzw. względnej stałej dialektrycznej.

Jeżeli ładunek rzeczywisty pozostaje na kondensatorze, w chwili gdy dialektryk jest wstawiany pomiędzy okładkami, to napięcie pomiędzy płytkami zmniejszy się w porównaniu do wartości napięcia w próżni.

Kod ćwiczenia	Tytuł ćwiczenia
E3	Stała dialektryczna różnych materiałów

Radosław Górski

nr indeksu 133045

Mariusz Marszałek

nr indeksu 133090

Kamil Sokołowski

nr indeksu 137017

---