Materiały piezoelektryczne: pomiar prostego i odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego
|
|
- Karol Brzeziński
- 7 lat temu
- Przeglądów:
Transkrypt
1 Laboratorium Nowoczesna Diagnostyka Materiałowa Materiały piezoelektryczne: pomiar prostego i odwrotnego zjawiska piezoelektrycznego Zagadnienia do przygotowania 1. Prosty i odwrotny efekt piezoelektryczny i układ równań opisujący te efekty wraz z jednostkami zmiennych i parametrów materiałowych. 2. Podstawowe równania elektromechaniki. 3. Anizotropia w piezoelektrykach i podstawowe anizotropowe efekty piezoelektryczne. 4. Podstawowe geometrie rezonatorów piezoelektrycznych. 5. Metody pomiaru materiałów piezoelektrycznych. Literatura 1. Wykład Spis treści Zagadnienia do przygotowania Literatura Wstęp Opis zjawisk piezoelektrycznych Równania elektromechaniki Anizotropia zjawiska piezoelektrycznego Rezonatory piezoelektryczne Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego Program ćwiczenia Prosty efekt piezoelektryczny - pomiar statyczny Pomiary współczynnika sprzężenia elektromechanicznego Na podstawie pomiarów pojemności Ze wzorów Okami Badanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego Materiały dodatkowe
2 1. Wstęp Zjawisko piezoelektryczności zostało odkryte w 1880 r. przez Pierre a i Piotra Curie. Do piezoelektryków należą do niektóre materiały krystaliczne, polimerowe i ceramiczne. W przypadku materiałów krystalicznych, kryształy piezoelektryczne są układami nie posiadającymi środka symetrii. Wiele materiałów organicznych wykazuje efekt piezoelektryczny. Może on być obserwowany w niektórych gatunkach drewna, jedwabiu i ścięgnach zwierzęcych. Efekt występujący w materiałach pochodzenia naturalnego jest jednak bardzo słaby, w przeciwieństwie do niektórych tworzyw sztucznych, a zwłaszcza syntetycznych polimerów. Duże znaczenie praktyczne mają cienkie folie tych materiałów, które mogą być prasowane w postaci stosów piezoelektrycznych. Efekt piezoelektryczny polimerów ulega zwiększeniu w wyniku przeprowadzenia dodatkowych zabiegów, do których należy wyciąganie folii w podwyższonej temperaturze i w dużym polu elektrycznym, jak również domieszkowanie tworzywa sztucznego ceramiką piezoelektryczną. Ceramiki piezoelektryczne są natomiast obecnie jednym z najszerzej stosowanych w technice materiałów piezoelektrycznych. Szeroki zakres praktycznych zastosowań materiałów piezoceramicznych oprócz tego, że jest związany z właściwościami ceramik, tj. głównie z silnym efektem piezoelektrycznym i w niektórych przypadkach z dużą wartością stałej dielektrycznej, wynika z łatwej i prostej technologii, która może być z powodzeniem stosowana w wielkoseryjnej produkcji. Najbardziej znanym piezoelektrykiem jest kryształ kwarcu, jednakże niektóre związki, jak np. BaTiO 3 lub PbZrTiO 6, wykazują ten efekt w znacznie większym stopniu ( razy). Piezoelektryki wykorzystywane są w różnych dziedzinach nauki i techniki. Najbardziej popularne to zastosowania to: w elementach elektronicznych (filtry, rezonatory) transformatory piezoelektryczne w zapalarkach do gazu, zapalniczkach uderzenie ciężarka rozpędzonego przez napiętą sprężynę a następnie zwolnioną przez zapadkę powoduje powstanie potencjału od kilku do kilkunastu kv i przeskok iskry elektrycznej, precyzyjne wagi analityczne, wagi domowe, sterowanie pomiarem w tzw. mikroskopach STM czy AFM, wkładki gramofonowe w popularnych gramofonach z lat , gdzie drgania igły gramofonowej przenoszone na kryształy piezoelektryka, powodując powstanie napięć i uzyskanie sygnału dźwiękowego, w sondach USG, które umożliwiają wytworzenie fali akustycznej i rejestrację ech, pochodzących od granic struktur o różnych wartościach impedancji akustycznych wzdłuż jednego kierunku Opis zjawisk piezoelektrycznych Polaryzacja elektryczna w wielu materiałach może wywołać zmiany wymiarów nieliniowo zależne od polaryzacji, czyli efekt zwany elektrostrykcją. W niektórych dielektrykach, nazywanych piezoelektrykami, zachodzi zjawisko piezoelektryczne bądź też efekt piezoelektryczny prosty i odwrotny. Efekt piezoelektryczny prosty to zjawisko fizyczne polegające na powstawaniu na przeciwległych ścianach kryształów ładunków elektrycznych przeciwnego znaku w wyniku deformacji kryształu. Zjawisko to powstaje tylko w pewnych ciałach stałych, mających uporządkowaną budowę atomową i wykazujących właściwą symetrię tej budowy. Zjawisko piezoelektryczne może zaist- 2
3 nieć w materiałach wykazujących samoistną lub indukowaną polaryzację. Polaryzacja ta zmienia się pod wpływem naprężeń mechanicznych T, które powodują powstanie indukcji elektrycznej: D = d T (1) gdzie: D - indukcja elektryczna w C, T - naprężenia mechaniczne w P a, d moduł piezoelektryczny. m 2 Efekt piezoelektryczny odwrotny to zjawisko polegające na zmianie wymiarów piezoelektryka pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego, który to efekt można opisać równaniem: S = d E (2) gdzie S - bezwymiarowe odkształcenie względne, E natężenie pola elektrycznego w V m. Wynika stąd, że moduł piezoelektryczny d, nazywany również stałą ładunkową, można wyrazić na dwa sposoby: d = D T = S E a jego jednostkami mogą być zarówno C N jak i m V Równania elektromechaniki Ponieważ i naprężenia i pole elektryczne mogą oddziaływać na materiał jednocześnie, powyższe zależności należy powiązać. Formułuje się równania stanu, nazywane podstawowymi równaniami elektromechaniki. Opisują one związki miedzy elektrycznymi i elastycznymi zmiennymi ośrodka, występującymi przy określonych warunkach brzegowych: (3) D = ɛ T E + d T S = s E T + d E (4a) (4b) gdzie ɛ T - przenikalność elektryczna dla stałych naprężeń w F, m se - podatność mechaniczna przy stałym natężeniu pola elektrycznego, wyrażana w P a 1. Równania stanu można wyrazić również dla innych zmiennych elastoelektrycznych: S = s D T + g t D E = β T D g T T = c E S + e t E D = ɛ S E + e S T = c D S h t D E = β S D h S (5a) (5b) (5c) (5d) (5e) (5f) W równaniach (4) - (5) występują: parametry mechaniczne materiałów takie jak moduł sprężystości c i jego odwrotność czyli podatność mechaniczna d, a indeks górny E lub D oznacza warunki brzegowe, w jakich zostały wyznaczone (przy stałym E lub D), parametry elektryczne, takie jak przenikalność elektryczna ɛ i jej odwrotność β, wyznaczone dla stałego T (nazywane wolnymi) lub S (nazywane obciążonymi), współczynniki piezoelektryczne d moduł piezoelektryczny i jego odwrotność h, g stała napięciowa i jej odwrotność e. 2 1 Wykaż samodzielnie, że istnieje równoważność pomiędzy tymi jednostkami. 2 Zastanów się, jakie jednostki będą miały parametry występujące w równaniach (5). 3
4 1.3. Anizotropia zjawiska piezoelektrycznego Analizę zjawisk piezoelektrycznych komplikuje fakt, że zazwyczaj piezoelektryki są anizotropowe, to znaczy, że współczynniki mechaniczne, elektryczne i piezoelektryczne zależą od kierunków działania sił i naprężeń. Dla ceramiki piezoelektrycznej tensory D i E mają po trzy współrzędne (1 3), odpowiadające kierunkom układu współrzędnych x, y, z, natomiast tensory S i T mają po sześć współrzędnych, związanych z naprężeniami i odkształceniami liniowymi w trzech osiach (1 3) oraz ścinającymi, również w trzech osiach (4 6). Dla materiałów anizotropowych równania elektromechaniki przyjmują postać macierzową. Dla materiałów ceramicznych występują pewne symetrie powodując, że niektóre z elementów macierzy są równe 0 a inne powtarzają się. Dla typowej ceramiki piezoelektrycznej tensorowa postać podstawowych równań elektromechaniki wygląda jak następująco: S = s E T + d E D = d T T + ɛ E gdzie s E 11 s E 12 s E d 31 s E 11 s E 11 s E d 31 s E = s E 13 s E 13 s E ɛ s E d = 0 0 d d 15 0 ɛ = 0 ɛ s E 0 0 ɛ 44 0 d (s E 11 + s E 12) (6a) (6b) gdzie d T oznacza transpozycję macierzy współczynników d. W takim równaniu współczynniki d ik to moduły piezoelektryczne opisujące związek między składową naprężeń mechanicznych T k lub odkształceń mechanicznych S k ze składową indukcji elektrycznej D i lub natężenia pola elektrycznego E i w identyczny sposób, jak równanie (4) opisze to dla materiału izotropowego. Jeśli w tensorach odkształceń, naprężeń czy pola elektrycznego niezerowa jest tylko jedna składowa, wtedy równanie (6) silnie się upraszcza. W materiałach anizotropowych wyróżnia się podstawowe kombinacje wyodrębnionych kierunków działania sił i pola elektrycznego: podłużny efekt piezoelektryczny, w którym kierunki naprężenia mechanicznego i indukcji elektrycznej (polaryzacji) są zgodne a pozostałe równe zero, obowiązuje zatem w tym przypadku zależność: d 33 = D 3 T 3 = S 3 E 3 (7) poprzeczny efekt piezoelektryczny, w którym kierunki naprężenia mechanicznego i indukcji elektrycznej (polaryzacji), są prostopadłe, obowiązuje zatem w tym przypadku zależność: d 31 = D 3 T 1 = S 1 E 3 (8) skośny efekt piezoelektryczny, w którym wektor polaryzacji jest równoległy do płaszczyzny, w której zachodzi odkształcenie ścinające, obowiązuje zatem w tym przypadku zależność: d 15 = D 1 T 5 = S 5 E 1 (9) Kierunki działania sił i pola elektrycznego w tych zjawiskach ilustruje rysunek 1. 4
5 a) b) c) T 3 l l T 3 T 5 l P E 3 P P E 1 E 1 Rysunek 1. Rodzaje prostego i odwrotnego efektu piezoelektrycznego obserwowanego w piezoceramice: a) efekt podłużny, b) efekt poprzeczny, c) efekt skośny. Rysunek 2. Podstawowe rodzaje drgań w rezonatorach piezoelektrycznych: a) drgania grubościowe, b) drgania poprzeczne, c) drgania radialne, d) drgania ścinania Rezonatory piezoelektryczne Rezonatory piezoelektryczne to elementy elektroniczne, wykonane z piezoelektryków z naniesionymi na nie elektrodami, w których wykorzystuje się zależność impedancji takiego elementu od częstotliwości. Materiał piezoelektryczny jest w nich umieszczony tak, aby mógł się swobodnie odkształcać pod wpływem napięcia przyłożonego do elektrod rezonatora dzięki odwrotnemu zjawisku piezoelektrycznemu. W normalnych warunkach i napięciach rzędu woltów odkształcenia te są znikome, rzędu pikometra Jeśli jednak napięcie będzie przemienne a jego częstotliwość zbliżona do częstotliwości rezonansowej, to dzięki wzmocnieniu rezonansowemu odkształcenia staną się znacznie większe. Wtedy ładunek generowany dzięki prostemu zjawisku odwrotnemu silnie będzie wpływał na właściwości elektryczne rezonatora. W rezonatorach mogą występować różne rodzaje wzbudzonych drgań, których przykłady pokazano na rysunku 2. Ich częstotliwości zależą od wymiarów rezonatora oraz prędkości rozchodzenia się fali akustycznej w materiale N (nazywaną również stałą częstotliwościową), z którego je wykonano. Na przykład dla rezonatora o kształcie dysku o średnicy φ i grubości h częstotliwość rezonansowa dla drgań radialnych wynosi: f r = N φ (10) a grubościowych: f r = N h (11) 5
6 Wartość N również może zależeć od kierunku rozchodzenia się fali a jej typowe wartości dla ceramik piezoelektrycznych to m/s Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego Ważnym parametrem opisującym materiał piezoelektryczny jest współczynnik sprzężenia elektromechanicznego k. Jest on bezwymiarową miarą stopnia przetwarzania energii elektrycznej w mechaniczną i odwrotnie w piezoelektryku. Można go określić na podstawie stosunku wewnętrznej energii elektromechanicznej W EM do iloczynu energii zmagazynowanej w postaci pola elektrycznego W E oraz energii mechanicznej (energii potencjalnej sprężystości) W M : k 2 = W EM 2, gdzie: W E W M W EM = 1 2 S 3E 3 = 1 [ ] J 2 d 33E 3 T 3 m 3 [ J m 3 ] W E = 1 2 E 3D 3 = 1 2 ɛt 33E3 2 W M = 1 2 S 3T 3 = 1 [ ] J 2 se 33T33 2 m 3 (12a) (12b) (12c) (12d) W zależności od materiału, rodzaju wzbudzonych drgań i warunków brzegowych przy jakich pracuje element wykonany z materiału piezoelektrycznego liczbowe wartości k mogą osiągać wartości od 0,01 do 0,75. Im ta wartość jest większa, tym większa skuteczność przetwarzania energii elektrycznej w mechaniczną i odwrotnie. Współczynnik ten można wyznaczyć na różne sposoby. Jeden z nich polega na pomiarze przenikalności dielektrycznej wolnej ɛ T i obciążonej ɛ S piezoelektryka. Związek między tymi właściwościami opisuje zależnosć: ɛ S = ɛ T (1 k 2 ) (13) Jak wyznaczyć te dwie przenikalności elektryczne? Jeśli element piezoelektryczny ma regularny kształt, na przykład pastylki, na której elektrody umieszczone są np. jak na rysunku 2c, wtedy łatwo jest wyliczyć przenikalność ɛ przez pomiar pojemności C na podstawie równania opisującego pojemność kondensatora płaskiego: C = ɛ A h (14) gdzie ɛ to przenikalność bezwzględna, 3 A pole powierzchni okładki kondensatora, h odległość pomiędzy okładkami, w tym wypadku grubość piezoelektryka. Pojemność można dokładnie mierzyć za pomocą mierników RLC bądź analizatorów impedancji. W obu wypadkach do kondensatora przyłożone jest napięcie o zadanej częstotliwości i na podstawie zmierzonego natężęnia przepływającego prądu wylicza się pojemność. Dla rezonatora wartość ta zależy od częstotliwości, przy której dokonuje się pomiaru, jak pokazano na rysunku 3. Jeśli element piezoelektryczny jest zamocowany swobodnie a częstotliwość, przy której dokonuje się pomiaru jest znacznie poniżej częstotliwości rezonansowej, wtedy piezoelektryk zdąży się odkształcić przy każdym cyklu napięcia pomiarowego a swobodne zamocowanie spowoduje, że brak będzie zewnętrznych naprężeń, które można uznać za stałe. Gdy z drugiej strony częstotliwość pomiaru znacznie przekracza rezonansową, wtedy piezoelektryk nie nadąży się odkształcać. W ten sposób zmieniając częstotliwość dokonać pomiaru C T oraz C S, z których na podstawie (14) można określić przenikalności ɛ T i ɛ S. 3 Przenikalność bezwzględna ɛ = ɛ 0 ɛ r, gdzie ɛ 0 to przenikalność elektryczna próżni a ɛ r to przenikalność elektryczna względna materiału. 6
7 pojemnosć 0 C T C S częstotliwość Rysunek 3. Zależność pojemności rezonatora piezoelektrycznego od częstotliwości. a) b) rezonator R I R rezonator Y Z f r f a f r f a częstotliwość częstotliwość Rysunek 4. Dwa sposoby pomiaru krzywych rezonansowych za pomocą oscyloskopu w metodzie dynamicznej: a) pobudzenie napięciowe i pomiar prądu, b) pobudzenie prądowe i pomiar napięcia. Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego można również wyznaczyć badając krzywe rezonansowe rezonatora wykonanego z materiału piezoelektrycznego. Krzywe te można wyznaczać w sposób przybliżony za pomocą prostych układów pomiarowych, pokazanych na rysunku 4. W układach tych generator funkcyjny pracuje jako wobulator, czyli generator sygnału sinusoidalnego, o relatywnie dużej częstotliwości zmiennej w czasie, a przykład w zakresie od 100 khz do kilku MHz w ciągu 0,1 s. Jeśli czas trwania kreślenia obrazu na ekranie oscyloskopu podłączonego do układu jak na rysunku 4a to również będzie 0,1 s, wtedy uzyskamy przebieg, którego obwiednia będzie odpowiadała natężeniu prądu I płynącego przez szeregowe połączenie rezonatora i rezystora. 4 Zakładając, że napięcie z generatora odkłada się w większości na rezonatorze można w przybliżeniu powiedzieć, że oscyloskop pokaże przebieg modułu admitancji Y = I od częstotliwości. U Taki wykres można uzyskać również używając analizatora impedancji. Na takim wykresie widoczne maksimum odpowiada częstotliwości, dla której następuje rezonans. Minimum odpowiada tzw. antyrezonansowi. Określając częstotliwości rezonansu f r i antyrezonansu f a można określić współczynnik sprzężenia elektromechanicznego korzystając z przybliżonej zależności podanej przez Okami: 1 k 2 = a f a f r + b (15) f r na podstawie której można obliczyć k r dla drgań radialnych podstawiając a = 0, 495, b = 0, 574 a k 33 dla drgań grubościowych podstawiając a = 0, 405, b = 0, Prąd jest tu mierzony pośrednio, poprzez zastosowanie rezystora i obrazowanie na oscyloskopie napięcia na rezystorze, przez który płynie ten prąd (U = R I). 7
8 dźwignia trzpień przeciwwaga belka badany element podstawa spust Rysunek 5. Stanowisko do pomiarów prostego efektu piezoelektrycznego metodą statyczną. Jeśli pomiary przeprowadza się w układzie z pobudzeniem prądowym, pokazanym na rysunku 4b, wtedy na oscyloskopie obserwuje się wykres, którego obwiednia odpowiada w przybliżeniu przebiegowi modułu impedancji Z = U, rezonansowi odpowiada minimum a antyrezonansowi I maksimum. 2. Program ćwiczenia 2.1. Prosty efekt piezoelektryczny - pomiar statyczny Zadanie polega na pomiarze ładunku wygenerowanego na elementach piezoelektrycznych, umieszczonych w stanowisku pomiarowym (rysunek 5), na które wywierany jest nacisk związany z ciężarem użytych obciążników. Dostępne obciążenia: 100 g, 200 g, 200 g, 500 g, 1000 g (obciążniki duże). Akwizycja danych jest półautomatyczna (program piezo.vee). Program rejestruje wskazania elektrometru w czasie trwania pomiaru. Opcja ZERO CHECK powoduje zwarcie (opcja uaktywniona) lub rozwarcie wejścia elektrometru. Procedura pomiaru: 1. Sprawdzić, czy nieobciążona belka nie naciska na mierzony element, w razie potrzeby wyregulować przeciwwagą. 2. Uruchomić program piezo.vee i nacisnąć START, 3. Zewrzeć wejście elektrometru zaznaczając opcję ZERO CHECK w programie. 4. Obrócić dźwignię (rysunek 5) do oporu w lewo. 5. Obciążyć mierzony element dobranymi ciężarkami umieszczanymi na trzpieniu. 6. Obrócić dźwignię z powrotem do oporu do pozycji pionowej. 7. Rozewrzeć wejście elektrometru usuwając zaznaczenie ZERO CHECK. 8. Przycisnąć spust, na element piezoelektryczny wywierany jest nacisk. 9. Po kilku sekundach ponownie zewrzeć wejście elektrometru (ZERO CHECK). 10. Powtórzyć algorytm pomiaru efektu piezoelektrycznego od punktu d) dla dostępnych obciążeń (od 100 g do 2000 g, a następnie od 2000 g do 100 g, z krokiem co 200 g). 11. Zapisane dane należy wykreślić. Z wykresu wyznaczyć wartości ładunku przy kolejnych obciążeniach. 12. Sporządzić wykres zależności wygenerowanego ładunku od siły nacisku. Na podstawie przeprowadzonej serii pomiarów należy wyznaczyć wartość modułu piezoelektrycznego d 33. 8
9 2.2. Pomiary współczynnika sprzężenia elektromechanicznego Na podstawie pomiarów pojemności Współczynnik sprzężenia elektromechanicznego można wyznaczyć poprzez pomiar pojemności C T i C S na podstawie równań (13) i (14). Dokonaj takich pomiarów dla elementu badanego metodą statyczną i/lub innych elementów wskazanych przez prowadzącego Ze wzorów Okami Wyznaczenie współczynnika sprzężenia elektromechanicznego dla wskazanych przez prowadzącego elementów piezoelektrycznych odbywa się w układzie, jak na rysunku 4. Przed przystąpieniem do pomiarów należy zgrubnie oszacować częstotliwości, przy których mogą wystąpić podstawowe typy rezonansów. Dokonuje się tego na podstawie równań (10) i (11). Przygotowanie układu pomiarowego do pracy wymaga zmian ustawień oscyloskopu: 1. zmienić metodę pomiaru na Peak-Detect (menu Acquire), 2. do kanału 1 dołączyć wyjście z badanego układu, 3. kanał 2 służy do synchronizacji z generatorem, należy go połączyć z odpowiednim wyjściem generatora funkcyjnego, sprzężenie DC. Zbocze rosnące na tym sygnale oznacza początek przemiatania, opadające wystepuje albo w połowie przemiatania, albo przy częstotliwości ustawionej za pomocą funkcji MARKER w generatorze funkcyjnym. Procedura pomiaru: 1. Na generatorze wybrać funkcję sinus o amplitudzie kilku V P P przemiatany liniowo od 100 khz do np. 5 MHz w czasie np. 100 ms (dłuższe czasy dają mniej wygodny, ale dokładniejszy pomiar). 2. Ustawić odpowiednio wyzwalanie oscyloskopu na rosnące zbocze na kanale 2, a poziom wyzwalania około połowy wysokości przebiegu na kanale 2. Podstawa czasu i położenie wykresu w osi X należy ustawić tak, aby był widoczny jeden pełny cykl przemiatania. Jeśli został ustawiony czas przemiatania 1 s lub dłuższy trzeba przełączyć tryb pracy wyzwalania na NORMAL. W przeciwnym wypadku wygodniejszy jest tryb AUTO. 3. Na oscylogramie widoczne będą liczne rezonanse. Określić zgrubnie częstotliwość wszystkich z nich w przedziale częstotliwości zadanym przez prowadzącego. 4. Na podstawie przeprowadzonych wcześniej oszacowań zidentyfikować rzeczywiste podstawowe drgania radialne i grubościowe. 5. Zmieniając wyłącznie ustawienia generatora zawęzić zakres przemiatania tak, aby na oscylogramie był widoczny wyłącznie podstawowy rezonans dla drgań radialnych. Zmierzyć częstotliwości rezonansu i antyrezonansu. 6. Wyznaczyć ze wzorów Okami (15) współczynnik sprzężenia elektromechanicznego dla drgań radialnych. 7. Powtórzyć dwa poprzednie punkty dla podstawowych drgań grubościowych Badanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego Badanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego odbywa się za pomocą stanowiska przedstawionego schematycznie na rysunku 6. Elementem badanym jest piezostos. Składa się on z 78 warstw ceramiki piezoelektrycznej przedzielonych elektrodami. Napięcie polaryzujące piezostos oddziałuje na każdą warstwę osobno przez co zmiana l długości l piezostosu jest 78 razy większa, niż pojedynczej warstwy. Górny koniec piezostosu zamocowany jest sztywno a koniec dolny oddziałuje na dźwignię prostą, której przełożenie określa stosunek r 2 do r 1. Do drugiego końca dźwigni zamocowano ruchomą okładkę kondensatora, druga jego okładka jest nieruchoma. Ruchy dźwigni, wywołane 9
10 wskaźnik zegarowy l piezoelement dźwignia r 2 r 1 śruba nastawcza kondensator h Rysunek 6. Schemat budowy stanowiska do pomiaru odwrotnego efektu piezoelektrycznego. zmianą długości piezostosu l powodują zmiany odległości h pomiędzy okładkami kondensatora. Śruba nastawcza i wskaźnik zegarowy wykorzystywane są wyłącznie do kalibracji stanowiska, przy normalnym pomiarze nie stykają się z dźwignią. Pojemność kondensatora można mierzyć bezpośrednio odpowiednim miernikiem, bądź pośrednio, poprzez pomiar częstotliwości generatora RC, w którym za pojemność wzorcową dołączony jest kondensator pomiarowy. Częstotliwość sygnału z takiego generatora wynosi f = 1 2RC gdzie R to rezystor umieszczony w obwodzie generatora, którego wartość należy odczytać, a pojemność C to: C = C 0 + ɛ 0A = C 0 + k (17) h + h 0 h + h 0 gdzie C 0 to pojemność pasożytnicza kondensatora pomiarowego, niezależna od odległości h, k współczynnik kalibracyjny wynikający z powierzchni okładek kondensatora A, h 0 drugi współczynnik kalibracyjny, uwzględniający niedokładności wykonania kondensatora. Wartości współczynników wyznaczane są w czasie kalibracji, w której odległość między okładkami ustala się śrubą nastawczą i mierzy wskaźnikiem zegarowym. Wartości współczynników kalibracyjnych będą podane przez prowadzącego. Jak wspomniano, w trakcie właściwych pomiarów czujnik zegarowy i śruba nastawcza nie stykają się z dźwignią. Zmiany jej wychylenia określane są bezdotykowo, na podstawie pomiaru częstotliwości generatora RC dokonywanych za pomocą multimetru. Zależność wiążącą h z f należy wyprowadzić samodzielnie na podstawie (16) i (17). W trakcie pomiarów należy: 1. Upewnić się, że wskaźnik zegarowy nie styka się z dźwignią. 2. Upewnić się, że piezostos znajduje się w kontakcie z dźwignią, a początkowa odległość pomiędzy okładkami kondensatora pomiarowego jest taka, że częstotliwość f znajduje się w przedziale od 7 do 10 khz. 3. W sposób wskazany przez prowadzącego zajęcia określić zależność częstotliwości f of napięcia U przyłożonego do piezostosu. 4. Uwzględniając współczynniki kalibracyjne, przełożenie dźwigni oraz wielowarstwową budowę piezoelektryka, wykreślić zależność wydłużenia pojedynczej warstwy piezostosu od napięcia. 5. Na podstawie tej zależności wyznaczyć wartość podłużnego modułu piezoelektrycznego d 33. (16) Materiały dodatkowe 10
11 Materiał Typ IV 880 względna przenikalność elektryczna ɛ T 33r współczynnik strat tgδ 0,40 0,35 1,40 1,70 0,35 temperatura Curie [ C] gęstość ρ[g/cm 3 ] 7,6 7,6 7,6 7,6 7,6 dobroć mechaniczna Q m współczynniki sprzężenia elektromechanicznego k p 0,59 0,60 0,63 0,77 0,50 k t 0,59 0,60 0,63 0,77 0,50 k ,52 - k 31 0,72 0,68 0,72-0,62 k 15 0,35 0,33 0,36-0,30 moduły piezoelektryczne [ ] [ ] pc N, pm V d d d stałe ładunkowe [ ] [ ] mv m N, mc m 2 g 33 26,5 25,5 24,8 20,9 25,0 g 31 11,0 10,5 12,4-10,0 g 15 38,0 35,0 36,0-28,0 moduły sprężystości [GPa] c c stałe częstotliwości drgań [ m s N L N T N P Tabela 1. Podstawowe parametry materiałowe wybranych ceramik piezoelektrycznych. ] 11
Laboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki
Laboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki Ćwiczenie 3 Pomiary i wyznaczanie parametrów ceramiki piezoelektrycznej Zagadnienia do przygotowania 1. Prosty i odwrotny efekt piezoelektryczny i układ
Bardziej szczegółowoLaboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki
Laboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki Ćwiczenie 4 Pomiary rezonatorów i filtrów piezoelektrycznych Zagadnienia do przygotowania 1. Anizotropia zjawiska piezoelektrycznego 2. Model zastępczy
Bardziej szczegółowoLaboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki
Laboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki Ćwiczenie 5 Badanie odwrotnego efektu piezoelektrycznego Zagadnienia do przygotowania 1. Elektrostrykcja i odwrotny efekt piezoelektryczny 2. Podstawowe
Bardziej szczegółowoBADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ
ĆWICZENIE NR 14A BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘŻEŃ I. Zestaw pomiarowy: 1. Układ do badania prostego zjawiska piezoelektrycznego metodą statyczną 2. Odważnik 3. Miernik uniwersalny
Bardziej szczegółowoZJAWISKO PIEZOELEKTRYCZNE.
ZJAWISKO PIEZOELEKTRYCZNE. A. BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I. Zestaw przyrządów: 1. Układ do badania prostego zjawiska piezoelektrycznego metodą statyczną. 2. Odważnik. 3. Miernik uniwersalny
Bardziej szczegółowoBADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I JEGO ZASTOSOWANIA
BADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO I JEGO ZASTOSOWANIA I. BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO a). Zestaw przyrządów: 1. Układ do badania prostego zjawiska piezoelektrycznego
Bardziej szczegółowoZjawisko piezoelektryczne 1. Wstęp
Zjawisko piezoelektryczne. Wstęp W roku 880 Piotr i Jakub Curie stwierdzili, że na powierzchni niektórych kryształów poddanych działaniu zewnętrznych naprężeń mechanicznych indukują się ładunki elektryczne,
Bardziej szczegółowoDielektryki i Magnetyki
Dielektryki i Magnetyki Zbiór zdań rachunkowych dr inż. Tomasz Piasecki tomasz.piasecki@pwr.edu.pl Wydanie 2 - poprawione ponownie 1 marca 2018 Spis treści 1 Zadania 3 1 Elektrotechnika....................................
Bardziej szczegółowoBADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘśEŃ BADANIE ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO METODĄ STATYCZNĄ. POMIAR MAŁYCH DEFORMACJI
BADANIE PROSTEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO POMIAR NAPRĘśEŃ BADANIE ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO METODĄ STATYCZNĄ. POMIAR MAŁYCH DEFORMACJI Zagadnienia: - Pojęcie zjawiska piezoelektrycznego
Bardziej szczegółowoBadanie rozkładu pola elektrycznego
Ćwiczenie E1 Badanie rozkładu pola elektrycznego E1.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie rozkładu pola elektrycznego dla różnych układów elektrod i ciał nieprzewodzących i przewodzących umieszczonych
Bardziej szczegółowoLIV OLIMPIADA FIZYCZNA 2004/2005 Zawody II stopnia
LIV OLIMPIADA FIZYCZNA 004/005 Zawody II stopnia Zadanie doświadczalne Masz do dyspozycji: cienki drut z niemagnetycznego metalu, silny magnes stały, ciężarek o masie m=(100,0±0,5) g, statyw, pręty stalowe,
Bardziej szczegółowoPRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO
ĆWICZENIE 53 PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO Cel ćwiczenia: wyznaczenie wartości indukcyjności cewek i pojemności kondensatorów przy wykorzystaniu prawa Ohma dla prądu przemiennego; sprawdzenie prawa
Bardziej szczegółowoE107. Bezpromieniste sprzężenie obwodów RLC
E7. Bezpromieniste sprzężenie obwodów RLC Cel doświadczenia: Pomiar amplitudy sygnału w rezonatorze w zależności od wzajemnej odległości d cewek generatora i rezonatora. Badanie wpływu oporu na tłumienie
Bardziej szczegółowoEfekt Halla. Cel ćwiczenia. Wstęp. Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Siła Loretza
Efekt Halla Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zbadanie efektu Halla. Wstęp Siła Loretza Na ładunek elektryczny poruszający się w polu magnetycznym w kierunku prostopadłym do linii pola magnetycznego działa
Bardziej szczegółowoTranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.
ĆWICZENIE 5 Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera. I. Cel ćwiczenia Badanie właściwości dynamicznych wzmacniaczy tranzystorowych pracujących w układzie
Bardziej szczegółowoWłasności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu
1 ĆWICZENIE 7. CEL ĆWICZENIA. Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu Celem ćwiczenia jest poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego rzędu w dziedzinie czasu i częstotliwości
Bardziej szczegółowoLaboratorium techniki laserowej. Ćwiczenie 5. Modulator PLZT
Laboratorium techniki laserowej Katedra Optoelektroniki i Systemów Elektronicznych, WETI, Politechnika Gdaoska Gdańsk 006 1.Wstęp Rozwój techniki optoelektronicznej spowodował poszukiwania nowych materiałów
Bardziej szczegółowoFala EM w izotropowym ośrodku absorbującym
Fala EM w izotropowym ośrodku absorbującym Fala EM powoduje generację zmienne pole elektryczne E Zmienne co do kierunku i natężenia, Pole E Nie wywołuje w ośrodku prądu elektrycznego Powoduje ruch elektronów
Bardziej szczegółowoW celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,
Bierne obwody RC. Filtr dolnoprzepustowy. Filtr dolnoprzepustowy jest układem przenoszącym sygnały o małej częstotliwości bez zmian, a powodującym tłumienie i opóźnienie fazy sygnałów o większych częstotliwościach.
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 254. Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora. Ustawiony prąd ładowania I [ ma ]: t ł [ s ] U ł [ V ] t r [ s ] U r [ V ] ln(u r )
Nazwisko... Data... Wydział... Imię... Dzień tyg.... Godzina... Ćwiczenie nr 254 Badanie ładowania i rozładowywania kondensatora Numer wybranego kondensatora: Numer wybranego opornika: Ustawiony prąd ładowania
Bardziej szczegółowoWyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu
Imię i Nazwisko... Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu Opracowanie: Piotr Wróbel 1. Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu, metodą różnicy czasu przelotu. Drgania
Bardziej szczegółowo14 Modulatory FM CELE ĆWICZEŃ PODSTAWY TEORETYCZNE Podstawy modulacji częstotliwości Dioda pojemnościowa (waraktor)
14 Modulatory FM CELE ĆWICZEŃ Poznanie zasady działania i charakterystyk diody waraktorowej. Zrozumienie zasady działania oscylatora sterowanego napięciem. Poznanie budowy modulatora częstotliwości z oscylatorem
Bardziej szczegółowoPIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI. Krajewski Krzysztof
PIEZOELEKTRYKI I PIROELEKTRYKI Krajewski Krzysztof Zjawisko piezoelektryczne Zjawisko zachodzące w niektórych materiałach krystalicznych, polegające na powstawaniu ładunku elektrycznego na powierzchniach
Bardziej szczegółowoWstęp. Doświadczenia. 1 Pomiar oporności z użyciem omomierza multimetru
Wstęp Celem ćwiczenia jest zaznajomienie się z podstawowymi przyrządami takimi jak: multimetr, oscyloskop, zasilacz i generator. Poznane zostaną również podstawowe prawa fizyczne a także metody opracowywania
Bardziej szczegółowoPRACOWNIA ELEKTRONIKI
PRACOWNIA ELEKTRONIKI Ćwiczenie nr 4 Temat ćwiczenia: Badanie wzmacniacza UNIWERSYTET KAZIMIERZA WIELKIEGO W BYDGOSZCZY INSTYTUT TECHNIKI 1. 2. 3. Imię i Nazwisko 1 szerokopasmowego RC 4. Data wykonania
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników
Instrukcja do ćwiczenia jednopłaszczyznowe wyważanie wirników 1. Podstawowe pojęcia związane z niewyważeniem Stan niewyważenia stan wirnika określony takim rozkładem masy, który w czasie wirowania wywołuje
Bardziej szczegółowoBadanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)
Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2) 1. Wymagane zagadnienia - ruch ładunku w polu magnetycznym, siła Lorentza, pole elektryczne - omówić zjawisko Halla, wyprowadzić wzór na napięcie
Bardziej szczegółowoBadanie transformatora
Ćwiczenie 14 Badanie transformatora 14.1. Zasada ćwiczenia Transformator składa się z dwóch uzwojeń, umieszczonych na wspólnym metalowym rdzeniu. Do jednego uzwojenia (pierwotnego) przykłada się zmienne
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH. Ćwiczenie nr 2. Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy
LABORATORIUM PODZESPOŁÓW ELEKTRONICZNYCH Ćwiczenie nr 2 Pomiar pojemności i indukcyjności. Szeregowy i równoległy obwód rezonansowy Wykonując pomiary PRZESTRZEGAJ przepisów BHP związanych z obsługą urządzeń
Bardziej szczegółowoWyznaczanie stosunku e/m elektronu
Ćwiczenie 27 Wyznaczanie stosunku e/m elektronu 27.1. Zasada ćwiczenia Elektrony przyspieszane w polu elektrycznym wpadają w pole magnetyczne, skierowane prostopadle do kierunku ich ruchu. Wyznacza się
Bardziej szczegółowoBADANIE ELEMENTÓW RLC
KATEDRA ELEKTRONIKI AGH L A B O R A T O R I U M ELEMENTY ELEKTRONICZNE BADANIE ELEMENTÓW RLC REV. 1.0 1. CEL ĆWICZENIA - zapoznanie się z systemem laboratoryjnym NI ELVIS II, - zapoznanie się z podstawowymi
Bardziej szczegółowoBADANIE PODŁUŻNYCH FAL DŹWIĘKOWYCH W PRĘTACH
Ćwiczenie 4 BADANIE PODŁUŻNYCH FAL DŹWIĘKOWYCH W PRĘTACH 4.1. Wiadomości ogólne 4.1.1. Równanie podłużnej fali dźwiękowej i jej prędkość w prętach Rozważmy pręt o powierzchni A kołowego przekroju poprzecznego.
Bardziej szczegółowoPRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO
ĆWICZENIE 53 PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO Cel ćwiczenia: wyznaczenie wartości indukcyjności cewek i pojemności kondensatorów przy wykorzystaniu prawa Ohma dla prądu przemiennego; sprawdzenie prawa
Bardziej szczegółowoDefektoskop ultradźwiękowy
Ćwiczenie nr 1 emat: Badanie rozszczepiania fali ultradźwiękowej. 1. Zapoznać się z instrukcją obsługi defektoskopu ultradźwiękowego na stanowisku pomiarowym.. Wyskalować defektoskop. 3. Obliczyć kąty
Bardziej szczegółowoDoświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyn i współczynnika sztywności zastępczej
Doświadczalne wyznaczanie (sprężystości) sprężyn i zastępczej Statyczna metoda wyznaczania. Wprowadzenie Wartość użytej można wyznaczyć z dużą dokładnością metodą statyczną. W tym celu należy zawiesić
Bardziej szczegółowoElementy elektroniczne i przyrządy pomiarowe
Elementy elektroniczne i przyrządy pomiarowe Cel ćwiczenia. Nabycie umiejętności posługiwania się miernikami uniwersalnymi, oscyloskopem, generatorem, zasilaczem, itp. Nabycie umiejętności rozpoznawania
Bardziej szczegółowoBADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO
ĆWICZENIE 14 R. POPRAWSKI BADANIE PROSTEGO I ODWROTNEGO ZJAWISKA PIEZOELEKTRYCZNEGO Cel ćwiczenia: zapoznanie studentów z opisem, metodami badania oraz przykładami zastosowań prostego i odwrotnego zjawiska
Bardziej szczegółowoSprzęt i architektura komputerów
Krzysztof Makles Sprzęt i architektura komputerów Laboratorium Temat: Elementy i układy półprzewodnikowe Katedra Architektury Komputerów i Telekomunikacji Zakład Systemów i Sieci Komputerowych SPIS TREŚCI
Bardziej szczegółowoBadanie transformatora
Ćwiczenie 14 Badanie transformatora 14.1. Zasada ćwiczenia Transformator składa się z dwóch uzwojeń, umieszczonych na wspólnym metalowym rdzeniu. Do jednego uzwojenia (pierwotnego) przykłada się zmienne
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU
REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU R C E Z w B I Ł G O R A J U LABORATORIUM pomiarów elektronicznych UKŁADÓW ANALOGOWYCH Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza
Bardziej szczegółowoCZUJNIKI I PRZETWORNIKI POJEMNOŚCIOWE
CZUJNIKI I PRZETWORNIKI POJEMNOŚCIOWE A POMIAR ZALEŻNOŚCI POJENOŚCI ELEKTRYCZNEJ OD WYMIARÓW KONDENSATOR PŁASKIEGO I Zestaw przyrządów: Kondensator płaski 2 Miernik pojemności II Przebieg pomiarów: Zmierzyć
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej
LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE ĆWICZENIE NR 4 Pomiar współczynników pochłaniania i odbicia dźwięku oraz impedancji akustycznej metodą fali stojącej 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie metody
Bardziej szczegółowoBADANIE ELEKTRYCZNEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC
Ćwiczenie 45 BADANE EEKTYZNEGO OBWOD EZONANSOWEGO 45.. Wiadomości ogólne Szeregowy obwód rezonansowy składa się z oporu, indukcyjności i pojemności połączonych szeregowo i dołączonych do źródła napięcia
Bardziej szczegółowoWyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym
Ćwiczenie E6 Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym E6.1. Cel ćwiczenia Na zamkniętą pętlę przewodnika z prądem, umieszczoną w jednorodnym polu magnetycznym, działa skręcający moment
Bardziej szczegółowoWyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy
Ćwiczenie 13 Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy 13.1. Zasada ćwiczenia W uzwojeniu, umieszczonym na żelaznym lub stalowym rdzeniu, wywołuje się przepływ prądu o stopniowo zmienianej
Bardziej szczegółowoI= = E <0 /R <0 = (E/R)
Ćwiczenie 28 Temat: Szeregowy obwód rezonansowy. Cel ćwiczenia Zmierzenie parametrów charakterystycznych szeregowego obwodu rezonansowego. Wykreślenie krzywej rezonansowej szeregowego obwodu rezonansowego.
Bardziej szczegółowoWyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym
Ćwiczenie 11B Wyznaczanie momentu magnetycznego obwodu w polu magnetycznym 11B.1. Zasada ćwiczenia Na zamkniętą pętlę przewodnika z prądem, umieszczoną w jednorodnym polu magnetycznym, działa skręcający
Bardziej szczegółowoBierne układy różniczkujące i całkujące typu RC
Instytut Fizyki ul. Wielkopolska 15 70-451 Szczecin 6 Pracownia Elektroniki. Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC........ (Oprac. dr Radosław Gąsowski) Zakres materiału obowiązujący do ćwiczenia:
Bardziej szczegółowoĆw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)
Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie parametrów typowego wzmacniacza operacyjnego. Ćwiczenie ma pokazać w jakich warunkach
Bardziej szczegółowoMateriał do tematu: Piezoelektryczne czujniki ciśnienia. piezoelektryczny
Materiał do tematu: Piezoelektryczne czujniki ciśnienia Efekt piezoelektryczny Cel zajęć: Celem zajęć jest zapoznanie się ze zjawiskiem piezoelektrycznym, zachodzącym w niektórych materiałach krystalicznych
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU
REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU R C E Z w B I Ł G O R A J U LABORATORIUM pomiarów elektronicznych UKŁADÓW ANALOGOWYCH Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI. ĆWICZENIE NR 1 Drgania układów mechanicznych
LABORATORIUM ELEKTROAKUSTYKI ĆWICZENIE NR Drgania układów mechanicznych Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z właściwościami układów drgających oraz metodami pomiaru i analizy drgań. W ramach
Bardziej szczegółowoDefi f nicja n aprę r żeń
Wytrzymałość materiałów Stany naprężeń i odkształceń 1 Definicja naprężeń Mamy bryłę materialną obciążoną układem sił (siły zewnętrzne, reakcje), będących w równowadze. Rozetniemy myślowo tę bryłę na dwie
Bardziej szczegółowoBADANIE SZEREGOWEGO OBWODU REZONANSOWEGO RLC
BADANIE SZEREGOWEGO OBWOD REZONANSOWEGO RLC Marek Górski Celem pomiarów było zbadanie krzywej rezonansowej oraz wyznaczenie częstotliwości rezonansowej. Parametry odu R=00Ω, L=9,8mH, C = 470 nf R=00Ω,
Bardziej szczegółowoWyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów
Ćwiczenie 63 Wyznaczanie współczynnika sprężystości sprężyn i ich układów 63.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu określa się współczynnik sprężystości pojedynczych sprężyn i ich układów, mierząc wydłużenie
Bardziej szczegółoworezonansu rezonansem napięć rezonansem szeregowym rezonansem prądów rezonansem równoległym
Lekcja szósta poświęcona będzie analizie zjawisk rezonansowych w obwodzie RLC. Zjawiskiem rezonansu nazywamy taki stan obwodu RLC przy którym prąd i napięcie są ze sobą w fazie. W stanie rezonansu przesunięcie
Bardziej szczegółowo4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)
Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2)185 4.3 Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu metodą fali biegnącej(f2) Celem ćwiczenia jest wyznaczenie prędkości dźwięku w powietrzu
Bardziej szczegółowoWydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki
Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Na podstawie instrukcji Wtórniki Napięcia,, Laboratorium układów Elektronicznych Opis badanych układów Spis Treści 1. CEL ĆWICZENIA... 2 2.
Bardziej szczegółowoDielektryki. właściwości makroskopowe. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego
Dielektryki właściwości makroskopowe Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego Przewodniki i izolatory Przewodniki i izolatory Pojemność i kondensatory Podatność dielektryczna
Bardziej szczegółowo1. Nadajnik światłowodowy
1. Nadajnik światłowodowy Nadajnik światłowodowy jest jednym z bloków światłowodowego systemu transmisyjnego. Przetwarza sygnał elektryczny na sygnał optyczny. Jakość transmisji w dużej mierze zależy od
Bardziej szczegółowoKOOF Szczecin: www.of.szc.pl
3OF_III_D KOOF Szczecin: www.of.szc.pl XXXII OLIMPIADA FIZYCZNA (198/1983). Stopień III, zadanie doświadczalne D Źródło: Nazwa zadania: Działy: Słowa kluczowe: Komitet Główny Olimpiady Fizycznej; Waldemar
Bardziej szczegółowoPARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH
L B O R T O R I U M ELEMENTY ELEKTRONICZNE PRMETRY MŁOSYGNŁOWE TRNZYSTORÓW BIPOLRNYCH REV. 1.0 1. CEL ĆWICZENI - celem ćwiczenia jest zapoznanie się z metodami pomiaru i wyznaczania parametrów małosygnałowych
Bardziej szczegółowoE 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu
E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu Obowiązujące zagadnienia teoretyczne: INSTRUKACJA WYKONANIA ZADANIA 1. Pojemność elektryczna, indukcyjność 2. Kondensator, cewka 3. Wielkości opisujące
Bardziej szczegółowoBogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne
Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech Elektronika Laboratorium nr 3 Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne SPIS TREŚCI Spis treści... 2 1. Cel ćwiczenia... 3 2. Wymagania...
Bardziej szczegółowoTranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.
I. Cel ćwiczenia ĆWICZENIE 6 Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora. Badanie właściwości wzmacniaczy tranzystorowych pracujących w układzie wspólnego kolektora. II.
Bardziej szczegółowoBadanie wzmacniacza niskiej częstotliwości
Instytut Fizyki ul Wielkopolska 5 70-45 Szczecin 9 Pracownia Elektroniki Badanie wzmacniacza niskiej częstotliwości (Oprac dr Radosław Gąsowski) Zakres materiału obowiązujący do ćwiczenia: klasyfikacje
Bardziej szczegółowoLABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH
Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STDIA DZIENNE e LABOATOIM PZYZĄDÓW PÓŁPZEWODNIKOWYCH Ćwiczenie nr Pomiar częstotliwości granicznej f T tranzystora bipolarnego Wykonując
Bardziej szczegółowoPOMIARY OSCYLOSKOPOWE. Instrukcja wykonawcza
ĆWICZENIE 51 POMIARY OSCYLOSKOPOWE Instrukcja wykonawcza 1. Wykaz przyrządów a. Oscyloskop dwukanałowy b. Dwa generatory funkcyjne (jednym z nich może być generator zintegrowany z oscyloskopem) c. Przesuwnik
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy
Ćwiczenie nr 65 Badanie wzmacniacza mocy 1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych parametrów wzmacniaczy oraz wyznaczenie charakterystyk opisujących ich właściwości na przykładzie wzmacniacza
Bardziej szczegółowoĆwiczenie nr 43: HALOTRON
Wydział PRACOWNIA FIZYCZNA WFiIS AGH Imię i nazwisko 1. 2. Temat: Data wykonania Data oddania Zwrot do popr. Rok Grupa Zespół Nr ćwiczenia Data oddania Data zaliczenia OCENA Ćwiczenie nr 43: HALOTRON Cel
Bardziej szczegółowo13 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J
3 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A P O D S T A W E L E K T R O T E C H N I K I I E L E K T R O N I K I Ćw. 3. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu Wprowadzenie Obwód złożony
Bardziej szczegółowoWyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym
Ćwiczenie 11A Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym 11A.1. Zasada ćwiczenia W ćwiczeniu mierzy się przy pomocy wagi siłę elektrodynamiczną, działającą na odcinek przewodnika
Bardziej szczegółowoBadanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem
Ćwiczenie E7 Badanie rozkładu pola magnetycznego przewodników z prądem E7.1. Cel ćwiczenia Prąd elektryczny płynący przez przewodnik wytwarza wokół niego pole magnetyczne. Ćwiczenie polega na pomiarze
Bardziej szczegółowoKondensator. Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych
Kondensatory Kondensator Kondensator jest to układ dwóch przewodników przedzielonych dielektrykiem, na których zgromadzone są ładunki elektryczne jednakowej wartości ale o przeciwnych znakach. Budowa Najprostsze
Bardziej szczegółowoĆw. 27. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu
7 K A T E D R A F I ZYKI S T O S O W AN E J P R A C O W N I A F I Z Y K I Ćw. 7. Wyznaczenie elementów L C metoda rezonansu Wprowadzenie Obwód złożony z połączonych: kondensatora C cewki L i opornika R
Bardziej szczegółowoE1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA
E1. OBWODY PRĄDU STŁEGO WYZNCZNIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁ tekst opracowała: Bożena Janowska-Dmoch Prądem elektrycznym nazywamy uporządkowany ruch ładunków elektrycznych wywołany
Bardziej szczegółowoWyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych
Ćwiczenie E12 Wyznaczanie składowej poziomej natężenia pola magnetycznego Ziemi za pomocą busoli stycznych E12.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest wyznaczenie wartości składowej poziomej natężenia pola
Bardziej szczegółowoWartość średnia półokresowa prądu sinusoidalnego I śr : Analogicznie określa się wartość skuteczną i średnią napięcia sinusoidalnego:
Ćwiczenie 27 Temat: Prąd przemienny jednofazowy Cel ćwiczenia: Rozróżnić parametry charakteryzujące przebieg prądu przemiennego, oszacować oraz obliczyć wartości wielkości elektrycznych w obwodach prądu
Bardziej szczegółowoWyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy
Ćwiczenie E8 Wyznaczanie przenikalności magnetycznej i krzywej histerezy E8.1. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest pomiar zależności B(I) dla cewki z rdzeniem stalowym lub żelaznym, wykreślenie krzywej
Bardziej szczegółowoBADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO
Ćwiczenie 11 BADANIE PRZERZUTNIKÓW ASTABILNEGO, MONOSTABILNEGO I BISTABILNEGO 11.1 Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie rodzajów, budowy i właściwości przerzutników astabilnych, monostabilnych oraz
Bardziej szczegółowoĆwiczenie ELE. Jacek Grela, Łukasz Marciniak 3 grudnia Rys.1 Schemat wzmacniacza ładunkowego.
Ćwiczenie ELE Jacek Grela, Łukasz Marciniak 3 grudnia 2009 1 Wstęp teoretyczny 1.1 Wzmacniacz ładunkoczuły Rys.1 Schemat wzmacniacza ładunkowego. C T - adaptor ładunkowy, i - źródło prądu reprezentujące
Bardziej szczegółowoWykład Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu
Wykład 7 7. Drgania elektromagnetyczne Wstęp Przypomnienie: masa M na sprężynie, bez oporów. Równanie ruchu M d x kx Rozwiązania x = Acost v = dx/ =-Asint a = d x/ = A cost przy warunku = (k/m) 1/. Obwód
Bardziej szczegółowoBadanie widma fali akustycznej
Politechnika Łódzka FTIMS Kierunek: Informatyka rok akademicki: 00/009 sem.. grupa II Termin: 10 III 009 Nr. ćwiczenia: 1 Temat ćwiczenia: Badanie widma fali akustycznej Nr. studenta: 6 Nr. albumu: 15101
Bardziej szczegółowoPRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO. Instrukcja wykonawcza
ĆWICZENIE 53 PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO Instrukcja wykonawcza 1 Wykaz przyrządów a. Generator AG 1022F. b. Woltomierz napięcia przemiennego. c. Miliamperomierz prądu przemiennego. d. Zestaw składający
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:
Ćwiczenie Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu Program ćwiczenia:. Pomiary metodą skoku jednostkowego a. obserwacja charakteru odpowiedzi obiektu dynamicznego II rzędu w zależności od współczynnika
Bardziej szczegółowoPOLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH. ĆWICZENIE Nr 2. Badanie własności ferroelektrycznych soli Seignette a
POLITECHNIKA ŁÓDZKA INSTYTUT FIZYKI LABORATORIUM FIZYKI KRYSZTAŁÓW STAŁYCH ĆWICZENIE Nr 2 Badanie własności ferroelektrycznych soli Seignette a Celem ćwiczenia jest wyznaczenie zależności temperaturowej
Bardziej szczegółowoPolitechnika Białostocka INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
Politechnika Białostocka Wydział Budownictwa i Inżynierii Środowiska INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH Temat ćwiczenia: Próba skręcania pręta o przekroju okrągłym Numer ćwiczenia: 4 Laboratorium z
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 363. Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa. Początkowa wartość kąta 0..
Nazwisko... Data... Nr na liście... Imię... Wydział... Dzień tyg.... Godzina... Polaryzacja światła sprawdzanie prawa Malusa Początkowa wartość kąta 0.. 1 25 49 2 26 50 3 27 51 4 28 52 5 29 53 6 30 54
Bardziej szczegółowoĆwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH
LABORATORIUM LKTRONIKI Ćwiczenie Parametry statyczne tranzystorów bipolarnych el ćwiczenia Podstawowym celem ćwiczenia jest poznanie statycznych charakterystyk tranzystorów bipolarnych oraz metod identyfikacji
Bardziej szczegółowoWZMACNIACZ OPERACYJNY
1. OPIS WKŁADKI DA 01A WZMACNIACZ OPERACYJNY Wkładka DA01A zawiera wzmacniacz operacyjny A 71 oraz zestaw zacisków, które umożliwiają dołączenie elementów zewnętrznych: rezystorów, kondensatorów i zwór.
Bardziej szczegółowoLaboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki
Laboratorium Półprzewodniki, Dielektryki i Magnetyki Ćwiczenie 12 Pomiary dielektryków i magnetyków metodami klasycznymi Zagadnienia do przygotowania 1. Definicje parametrów materiałowych i ich jednostki:
Bardziej szczegółowoZwój nad przewodzącą płytą METODA ROZDZIELENIA ZMIENNYCH
METODA ROZDZIELENIA ZMIENNYCH (2) (3) (10) (11) Modelowanie i symulacje obiektów w polu elektromagnetycznym 1 Rozwiązania równań (10-11) mają ogólną postać: (12) (13) Modelowanie i symulacje obiektów w
Bardziej szczegółowoDoświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) sprężyny
Doświadczalne wyznaczanie współczynnika sztywności (sprężystości) Wprowadzenie Wartość współczynnika sztywności użytej można wyznaczyć z dużą dokładnością metodą statyczną. W tym celu należy zawiesić pionowo
Bardziej szczegółowoĆwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.
Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC. Spis treści 1 Cel ćwiczenia 2 2 Podstawy teoretyczne 2 2.1 Charakterystyki częstotliwościowe..........................
Bardziej szczegółowoINSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH
INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH Politechnika Śląska w Gliwicach INSTRUKCJA DO ĆWICZEŃ LABORATORYJNYCH BADANIE TWORZYW SZTUCZNYCH OZNACZENIE WŁASNOŚCI MECHANICZNYCH PRZY STATYCZNYM ROZCIĄGANIU
Bardziej szczegółowoPOMIAR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ REZONANSU I METODĄ SKŁADANIA DRGAŃ WZAJEMNIE PROSTOPADŁYCH
Ćwiczenie 5 POMIR PRĘDKOŚCI DŹWIĘKU METODĄ REZONNSU I METODĄ SKŁDNI DRGŃ WZJEMNIE PROSTOPDŁYCH 5.. Wiadomości ogólne 5... Pomiar prędkości dźwięku metodą rezonansu Wyznaczanie prędkości dźwięku metodą
Bardziej szczegółowoSTATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA
Mechanika i wytrzymałość materiałów - instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego: STATYCZNA PRÓBA ROZCIĄGANIA oprac. dr inż. Jarosław Filipiak Cel ćwiczenia 1. Zapoznanie się ze sposobem przeprowadzania statycznej
Bardziej szczegółowoTemat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R 0,05, umownej granicy plastyczności R 0,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E
Temat 3 (2 godziny) : Wyznaczanie umownej granicy sprężystości R,5, umownej granicy plastyczności R,2 oraz modułu sprężystości podłużnej E 3.1. Wstęp Nie wszystkie materiały posiadają wyraźną granicę plastyczności
Bardziej szczegółowoMOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM
Ćwiczenie nr 16 MOMENT MAGNETYCZNY W POLU MAGNETYCZNYM Aparatura Zasilacze regulowane, cewki Helmholtza, multimetry cyfrowe, dynamometr torsyjny oraz pętle próbne z przewodnika. X Y 1 2 Rys. 1 Układ pomiarowy
Bardziej szczegółowoInstrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4
Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4 Temat: Badanie własności przełączających diod półprzewodnikowych Cel ćwiczenia. Celem ćwiczenia jest poznanie własności przełączających złącza p - n oraz wybranych
Bardziej szczegółowo