实验报告物理系07级姓名鲁楠学号pb07007203日期08.10.22评分实验题目:介电常数的测定实验目的:介电常数（又称电容率）是反映材料特性的重要参量，电介质极化能力越强，其介电常数就越大。测量介电常数的方法有比较法，替代法，电桥法，谐振法，Q表法的等，直流测量法和微波测量法等。各种方法各有特点和适用范围。本实验要求学生了解多种测量介电常数的方法及其特点和适用范围，掌握替代法，比较法和谐振法测固体电介质介电常数的原理和方法，用自己设计与制作的介电常数测试仪，测量压电陶瓷的介电常数。实验原理:介质材料的介电常数一般采用相对介电常数εr来表示，通常采用测量样品的电容量，经过计算求出εr，它们满足如下关系：（1）式中ε为绝对介电常数，ε0为真空介电常数，，S为样品的有效面积，d为样品的厚度，C为被测样品的电容量，通常取频率为1kHz时的电容量C。一、替代法优点：对仪器的要求不高，测量精度只取决于标准可变电容箱或标准可变电容器读数的精度。适用范围：待测电容与标准可变电容的损耗相差不大。参考电路如图(a)所示，将待测电容Cx（图中Rx是待测电容的介电损耗电阻），限流电阻R0(取1kΩ)、安培计与信号源组成一简单串联电路。合上开关K1，调节信号源的频率和电压及限流电阻R0，使安培计的读数在毫安范围恒定（并保持仪器最高的有效位数），记录读数Ix。将开关K2打到B点，让标准电容箱Cs和交流电阻箱Rs替代Cx调节Cs和Rs值，使Is接近Ix。多次变换开关K2的位置(A,B位)，反复调节Cs和Rs，使。假定Cx上的介电损耗电阻Rx与标准电容箱的介电损耗电阻Rs相接近，则有。图(a)图(b)另一种参考电路如图(b)所示，将标准电容箱Cs调到极小值，双刀双掷开关K2扳到AA’，测量Cx上的电压Vx值；再将K2扳到BB’，调节Cs让Cs上的电压VS接近Vx。将开关K2来回扳到AA’和BB’位，不断调节Cs和Rs值，使伏特计上的读数不变，即，若，则有。二、比较法适用范围：待测的电容量较小。比较法的参考电路如图(c)所示，假定Cs上的Rx与Rs接近，则测量Cx和Cs上的电压比Vs/Vx即可求得Cx：（此时Vs可以不等于Vx）图(c)三、谐振法谐振法测量电容的原理图见图(d)，由已知电感L（取1H），电阻R（取1kΩ）和待测电容Cx组成振荡电路，改变信号源频率使RLC回路谐振，伏特计上指示最大，则电容可由下式求出：（2）式中f为频率，L为已知电感，Cx为待测电容。图(d)当待测电容Cx较小时式（2）计算的电容产生很大误差，而且待测电容Cx越小，测量误差越大，这时可采用...
