Автор работы: Пользователь скрыл имя, 25 Октября 2012 в 13:04, дипломная работа
Цель работы. Экспериментальное исследование главных значений диэлектрической проницаемости и электропроводности НЖК Н-8 в зазоре 2 мм. Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:
- анализ литературы;
- знакомство с экспериментальной установкой;
- исследование главных значений диэлектрической проницаемости и электропроводности в статическом поле при различных температурах;
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 1. Общие сведения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Строение жидких кристаллов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Диэлектрическая проницаемость и электропроводность. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.3. Диэлектрическая проницаемость жидких кристаллов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.4. Электропроводность жидких кристаллов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.5. Влияние электрического и магнитного полей на НЖК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.6. Типы измерительных конденсаторов и роль паразитных параметров. . . . . . . . . . . . . .
1.7. Методы измерения диэлектрической проницаемости ЖК. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Глава 2. Описание хода эксперимента и результаты измерения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.1. Методика исследования диэлектрических свойств жидких кристаллов. . . . . . . . . . . . .
2.2. Описание экспериментальной установки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
2.3. Экспериментальное исследование диэлектрических свойств НЖК. . . . . . . . . . . . . . . . .
Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Список используемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Относительная погрешность определения электроёмкости составляет не более 0,8%, электропроводности – 5%, диэлектрической проницаемости – 1,2%, а удельной электропроводности – 6%. [8]
2.2. Описание экспериментальной установки
Структурная схема экспериментальной установки приведена на рис.2.1.
Рис. 2.1. Блок-схема экспериментальной установки.
Установка состоит из измерительной камеры (1), термостата (3), измерителя цифрового (2), постоянного магнита, установленного на поворотной платформе (4). Индукция магнитного поля составляет 0,3 Тл.
Измерительная камера содержит термостатирующую рубашку (4), выполненную из титанового сплава (рис. 2.2). Температура в измерительной камере поддерживается с помощью термостата. В термостатирующей рубашке находится измерительная ячейка (3) с исследуемым НЖК Н-8. Измерительная камера с ячейкой плотно закрыта крышкой из пенопласта в целях избежание потерь тепла. В эту ячейку помещен измерительный конденсатор (2), изготовленный из нержавеющей стали. Измерительный конденсатор состоит из трех параллельных пластин, расстояние между которыми задавалось 2 мм. Измерительная камера находится между полюсами постоянного магнита (1).
Рис. 2.2. Измерительная камера.
Достоинствами мостового метода является очень высокая точность измерений.
2.3. Экспериментальное
исследование диэлектрических
Были произведены измерения электроемкости и электропроводности при различной
температуре и при разных углах поворота. Результаты записаны в таблицах (1,2).
Таблица 1.Значения электроемкости С, пФ при различных температурах и разных углах поворота.
t, °C α, ° |
20,3 |
23,3 |
26,1 |
28,7 |
35,6 |
38,7 |
0 |
20,45 |
20,7 |
21,17 |
21,1 |
21,65 |
21,55 |
10 |
20,55 |
20,8 |
21,26 |
21,19 |
21,74 |
21,62 |
20 |
20,81 |
21,01 |
21,51 |
21,37 |
21,9 |
21,74 |
30 |
21,22 |
21,4 |
21,82 |
21,69 |
22,1 |
21,93 |
40 |
21,74 |
21,83 |
22,22 |
22,03 |
22,32 |
22,16 |
50 |
22,24 |
22,28 |
22,59 |
22,39 |
22,56 |
22,35 |
60 |
22,71 |
22,7 |
22,9 |
22,7 |
22,72 |
22,56 |
70 |
23,09 |
23,05 |
23,13 |
23 |
22,87 |
22,73 |
80 |
23,34 |
23,27 |
23,24 |
23,14 |
22,94 |
22,83 |
90 |
23,42 |
23,32 |
23,26 |
23,19 |
22,95 |
22,85 |
100 |
23,32 |
23,22 |
23,17 |
23,13 |
22,87 |
22,79 |
110 |
23,21 |
22,98 |
22,97 |
22,9 |
22,72 |
22,68 |
120 |
22,65 |
22,06 |
22,67 |
22,62 |
22,52 |
22,48 |
130 |
22,14 |
21,91 |
22,27 |
22,27 |
22,29 |
22,27 |
140 |
21,64 |
21,69 |
21,87 |
21,9 |
22,07 |
22,04 |
150 |
21,16 |
21,27 |
21,55 |
21,57 |
21,88 |
21,84 |
160 |
20,77 |
20,94 |
21,33 |
21,31 |
21,73 |
21,68 |
170 |
20,53 |
20,73 |
21,19 |
21,15 |
21,66 |
21,59 |
180 |
20,46 |
20,67 |
21,17 |
21,11 |
21,62 |
21,56 |
Таблица 1. Продолжение.
t, °C α, ° |
40,6 |
42,3 |
45,6 |
47,7 |
48,6 |
0 |
21,75 |
21,71 |
21,83 |
22,08 |
22,33 |
10 |
21,8 |
21,77 |
21,88 |
22,1 |
22,34 |
20 |
21,92 |
21,88 |
21,97 |
22,15 |
22,38 |
30 |
22,1 |
22,04 |
22,09 |
22,22 |
22,4 |
40 |
22,25 |
22,19 |
22,21 |
22,29 |
22,43 |
50 |
22,42 |
22,36 |
22,34 |
22,36 |
22,44 |
60 |
22,58 |
22,48 |
22,45 |
22,42 |
22,45 |
70 |
22,71 |
22,59 |
22,53 |
22,47 |
22,45 |
80 |
22,78 |
22,63 |
22,55 |
22,49 |
22,46 |
90 |
22,79 |
22,63 |
22,55 |
22,5 |
22,47 |
100 |
22,73 |
22,57 |
22,5 |
22,47 |
22,46 |
110 |
22,63 |
22,46 |
22,41 |
22,42 |
22,46 |
120 |
22,48 |
22,36 |
22,29 |
22,36 |
22,45 |
130 |
22,32 |
22,14 |
22,16 |
22,29 |
22,43 |
140 |
22,13 |
21,99 |
22,03 |
22,23 |
22,42 |
150 |
21,98 |
21,85 |
21,93 |
22,17 |
22,39 |
160 |
21,85 |
21,75 |
21,86 |
22,13 |
22,39 |
170 |
21,76 |
21,7 |
21,82 |
22,1 |
22,39 |
180 |
21,77 |
21,72 |
21,83 |
22,11 |
22,4 |
Таблица 2. Значения электропроводности при различных температурах и разных углах поворота.
t, °C α, ° |
20,3 |
23,3 |
26,1 |
28,7 |
35,6 |
38,7 |
0 |
0,0061 |
0,0064 |
0,0064 |
0,0061 |
0,0043 |
0,0039 |
10 |
0,0059 |
0,0062 |
0,0061 |
0,0059 |
0,0041 |
0,0037 |
20 |
0,0059 |
0,0057 |
0,0055 |
0,0054 |
0,0036 |
0,0034 |
30 |
0,0058 |
0,005 |
0,0047 |
0,0046 |
0,003 |
0,0029 |
40 |
0,0039 |
0,0041 |
0,0038 |
0,0037 |
0,0024 |
0,0023 |
50 |
0,003 |
0,0032 |
0,0027 |
0,0027 |
0,0017 |
0,0018 |
60 |
0,0022 |
0,0023 |
0,0026 |
0,002 |
0,0013 |
0,0013 |
70 |
0,0016 |
0,0016 |
0,0014 |
0,0012 |
0,0009 |
0,0008 |
80 |
0,0012 |
0,0011 |
0,0011 |
0,0008 |
0,0007 |
0,0005 |
90 |
0,0011 |
0,0011 |
0,0011 |
0,0007 |
0,0006 |
0,0005 |
100 |
0,0012 |
0,0012 |
0,0013 |
0,0008 |
0,0009 |
0,0007 |
110 |
0,0016 |
0,0017 |
0,0018 |
0,0015 |
0,0013 |
0,0009 |
120 |
0,0024 |
0,0027 |
0,0026 |
0,0023 |
0,0019 |
0,0015 |
130 |
0,0032 |
0,0034 |
0,0036 |
0,0032 |
0,0025 |
0,002 |
140 |
0,0041 |
0,0044 |
0,0046 |
0,0041 |
0,003 |
0,0026 |
150 |
0,0049 |
0,0052 |
0,0054 |
0,0049 |
0,0036 |
0,0031 |
160 |
0,0056 |
0,0059 |
0,006 |
0,0056 |
0,004 |
0,0036 |
170 |
0,006 |
0,0063 |
0,0064 |
0,006 |
0,0042 |
0,0038 |
180 |
0,0061 |
0,0064 |
0,0063 |
0,0061 |
0,0042 |
0,0039 |
Таблица 2. Продолжение.
t, °C α, ° |
40,6 |
42,3 |
45,6 |
47,7 |
48,6 |
0 |
0,0031 |
0,0027 |
0,0021 |
0,0014 |
0,0008 |
10 |
0,0029 |
0,0026 |
0,002 |
0,0014 |
0,0004 |
20 |
0,0026 |
0,0024 |
0,0018 |
0,0014 |
0,0004 |
30 |
0,0022 |
0,002 |
0,0015 |
0,0012 |
0,0003 |
40 |
0,0018 |
0,0017 |
0,0013 |
0,001 |
0,0003 |
50 |
0,0015 |
0,0013 |
0,001 |
0,0009 |
0,0003 |
60 |
0,001 |
0,0011 |
0,0009 |
0,0008 |
0,0003 |
70 |
0,0007 |
0,0008 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0003 |
80 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0003 |
90 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0002 |
100 |
0,0007 |
0,0009 |
0,0006 |
0,0007 |
0,0003 |
110 |
0,001 |
0,0011 |
0,0008 |
0,0008 |
0,0003 |
120 |
0,0013 |
0,0014 |
0,0011 |
0,0009 |
0,0003 |
130 |
0,0016 |
0,0018 |
0,0013 |
0,001 |
0,0004 |
140 |
0,0021 |
0,0021 |
0,0016 |
0,0011 |
0,0004 |
150 |
0,0024 |
0,0024 |
0,0018 |
0,0012 |
0,0004 |
160 |
0,0028 |
0,0026 |
0,0019 |
0,0013 |
0,0003 |
170 |
0,003 |
0,0027 |
0,002 |
0,0014 |
0,0003 |
180 |
0,003 |
0,0027 |
0,0021 |
0,0014 |
0,0003 |
По данным измерениям строились графики зависимостей электроемкости и электропроводности от угла поворота a при различной температуре.
График зависимости
График зависимости электроемкости от График зависимости электропроводности угла поворота при t=38,7 °C. от угла поворота при t=38,7 °C.
График зависимости
Далее записывались значения электроемкости и электропроводности, измеренные параллельно и перпендикулярно полю, при различной температуре.
Таблица 3. Значения электроемкости и электропроводности, измеренные параллельно и перпендикулярно полю, при различной температуре.
t, °C |
||||
20,3 |
20,45 |
0,0061 |
23,42 |
0,0011 |
23,3 |
20,7 |
0,0064 |
23,32 |
0,0011 |
26,1 |
21,17 |
0,0064 |
23,26 |
0,0011 |
28,7 |
21,10 |
0,0061 |
23,19 |
0,0007 |
35,6 |
21,65 |
0,0043 |
22,95 |
0,0006 |
38,7 |
21,55 |
0,0039 |
22,85 |
0,0005 |
40,6 |
21,75 |
0,0031 |
22,79 |
0,0006 |
42,3 |
21,71 |
0,0027 |
22,63 |
0,0007 |
45,6 |
21,83 |
0,0021 |
22,55 |
0,0006 |
47,7 |
22,08 |
0,0014 |
22,50 |
0,0007 |
48,6 |
22,33 |
0,0008 |
22,47 |
0,0002 |