Измерение диэлектрической проницаемости и потерь

Удельные сопротивления полимеров и их электрическая прочность (сопротивление пробою) еще недостаточно изучены связь их с другими физическими и химическими свойствами полимеров, а также с особенностями их внутреннего строения еще недостаточно выяснена. Наоборот, по диэлектрической проницаемости и диэлектрическим потерям полимеров имеется теоретический и экспериментальный материал, который дает возможность уже в настоящее время изучать связь этих свойств с другими свойствами полимеров. Измерение диэлектрической проницаемости является основным методом определения дипольного момента молекул и изучения их полярной структуры (см. 23). В связи с этим из пяти названных выше технических характеристик диэлектрических свойств остановимся на первых двух. [c.594]

Цель работы. Ознакомление с методикой измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь мостовым методом и определение емкости и диэлектрических характеристик полимерного образца. [c.146]

Измерение диэлектрической проницаемости, и тангенса угла диэлектрических потерь материала должно проводиться на одном и том же образце. [c.147]

При резонансном ВЧ-методе измерения могут применяться три способа измерений метод замещения, метод биений и частотный метод, В методах замещения и биений для измерений используется настройка по резонансной кривой, острота которой определяется потерями в колебательном контуре. Поскольку в эти потери входят и потери в измеряемом образце, то острота настройки контура понижается с увеличением электропроводности образца. Это ограничивает использование образцов с проводимостью выше 10 сим-см К При более высокой проводимости точность измерения диэлектрической проницаемости значительно снижается. В этом отношении большие преимущества имеет частотный метод измерения с использованием С-контура и многозвенной С-ячейки, который позволяет при частотах 10 —10 гц измерять диэлектрическую проницаемость хорошо проводящих растворов электролитов с электропроводностью до 1—10 сим-см К Однако этот метод для анализа пока не используется. [c.258]

В основе приборов, использующихся для измерения диэлектрической проницаемости (е) и фактора потерь (е"), лежит мостик Ше-ринга (рис. 33.6), работающий на переменном токе в интервале частот (/) 10—10 Гц. Вместо сопротивлений в нем используют импедансы. Для установления баланса по отдельности регулируют емкость и сопротивление переменного импеданса, причем при измерении емкости (Сх) определяют диэлектрическую проницаемость (е), а при измерении сопротивления (Rx) — тангенс угла диэлектрических потерь (tgS). [c.168]

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ФАКТОРА ПОТЕРЬ [c.168]

Основные методы измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь с указанием ошибок эксперимента. [c.2]

В главе II кратко описываются основные методы измерения диэлектрической проницаемости и потерь, приводятся ошибки эксперимента и указываются пределы применимости этих методов. В главах III—IV сведены в таблицы результаты измерений статической диэлектрической постоянной, предельной высокочастотной диэлектрической проницаемости, диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь, времени релаксации, коэффициента распределения времен релаксации, термодинамические функции диэлектрической релаксации в широком интервале температур и в большом диапазоне частот для чистых жидкостей. [c.4]

МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ [c.30]

Подробное описание различных методов измерения диэлектрической проницаемости е и диэлектрических потерь г" приведено в нескольких монографиях и обзорных работах [48—51]. [c.30]

Для измерений диэлектрической проницаемости диэлектриков с низкими потерями на частотах вплоть до 500 кГц наиболее широко применяется мост Шеринга, который обеспечивает высокую степень точности. Основной источник ошибок обусловлен остаточными емкостями и индуктивностями стандартных элементов моста, паразитными емкостями между самими элементами моста и между ними и землей. Отсюда следует, что особое внимание следует уделять тщательному экранированию и заземлению как экранов отдельных плеч моста, так и соединительных проводов. Кроме того, конструкция моста должна быть такой, чтобы потенциал контакта между измеряемым элементом и индикатором равновесия был по возможности близок к потенциалу земли. Если связь между генератором колебаний и мостом осуществляется с помощью трансформатора, то для того, чтобы удовлетворить последнему требованию, используют схему "вагнеровского" заземления, соединенного через вторичную обмотку трансформатора связи [29]. [c.328]

Для измерения диэлектрической проницаемости и потерь путем регулирования положения зонда, т.е. положения внутреннего проводника, определяют местоположение и выходную мощность ряда последовательных максимумов и минимумов электрического поля в растворе. Поскольку коэффициент отражения короткозамкнутого конца линии равен— , уравнение (29а) можно представить в видоизмененной форме [c.347]

Рис. 14. Схема расположения коаксиальных элементов для измерений диэлектрической проницаемости и потерь растворов электролитов на частотах до 5 ГГц.

Рис. 17. Схема расположения волноводных элементов для измерения диэлектрической проницаемости и потерь растворов электролитов на частотах выше 3 ГГц.

Результаты измерений диэлектрической проницаемости г и потерь е" растворов ацетон-бензол при Х=8,15 мм [c.41]

На основании высокочастотных измерений диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь удалось получить количественную информацию о характере теплового движения многоатомных жидкостей. Как известно, тепловое движение молекул состоит из активированных скачков и имеется характерное время дипольной релаксации, которое можно определить. В промежутках времени между скачками молекулы испытывают вращательные качания и трансляционные колебания [46]. Имеющиеся экспериментальные данные позволяют определять среднюю частоту вращательных качаний молекул и ряд других особенностей теплового движения. [c.10]

Измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь в сантиметровом и миллиметровом диапазонах производились с помощью волноводного метода. Так как методика измерений в обоих указанных диапазонах была в основном одинакова, мы ограничимся здесь описанием метода, применявшегося при измерениях в миллиметровом диапазоне. [c.15]

Рис. 4 Блок-схема экспериментальной установки для измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь в высокочастотных полях

ВЫСОКОЧАСТОТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПОТЕРЬ И МОЛЕКУЛЯРНОЕ СТРОЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ [c.41]

Измерение диэлектрической проницаемости и потерь [c.630]

Несмотря на многочисленные источники возможных ошибок при измерениях диэлектрических проницаемостей и потерь в твердых веществах, определения, выполненные с должной осторожностью и учетом большинства возможных источников ошибок, дают если не всегда точные, то обычно достаточно правильные значения этих величин. Однако небольшие отклонения в этих значениях для различных твердых веществ или между величинами поляризации вещества в твердом состоянии и жидкости можно, очевидно, не принимать во внимание. [c.633]

Среди количественных методов определения воды наиболее распространены грави- и диэлькометрические. Содержание воды можно определить также по магнитной проницаемости, диэлектрической напряженности, тангенсу угла диэлектрических потерь, методами ИК-, КР-спектроскопии, нефелометрии, фотоколориметрии, хроматографии и др. Наиболее приемлем метод, основанный на измерении диэлектрической проницаемости. [c.306]

Измерения диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь в цеолите СаА, содержание воды в котором менялось от О до 30 молекул на элементарную ячейку (полное насыщение), позволили обнаружить при частоте ниже 148 кГц хорошо разрешенную область диэлектрического поглощения [22]. Иа диэлектрической изотерме (рис. 5.20) видны перегибы при содержании воды б и 17 молекул в расчете на элементарную ячейку. Эти перегибы соответствуют наблюдаемым при росте электропроводности с увеличением содержания воды. Перегиб при б НаО отвечает взаимодействию молекул воды через водородную связь с большими 8-членньши кольцами. Второй перегиб (17 НаО) обусловлен образованием жидкой фазы низкочастотное поглощение приписано адсорбированной воде. [c.405]

Диэлькометрия (диэлектромвтрия) —совокупность методов количественного определения веществ и установления их строения, основанных на измерении диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь 1д5. [c.103]

Поглощение сверхвысоких частот используется для определения содержания воды в терпингидрате и в некоторых других фармацевтических препаратах. Бензар и Юдицкий [11] показали возможность применения этого метода для контроля качества продукции в промышленности. Интересная спектроскопическая методика, предложенная Фельнер-Фельдегом [30а], основана на измерении отражения прямоугольных импульсов длительностью от 30 ПС до 200 НС, что соответствует частотам от 1 МГц до 5 ГГц. С помощью этой методики в течение долей секунды можно измерить в тонких слоях изучаемого материала значения диэлектрической проницаемости, соответствующие низким и высоким частотам, времена релаксации и диэлектрические потери. Леб и сотр. [57а] развили этот метод, обеспечив возможность измерения диэлектрических проницаемостей в области высоких частот (10 МГц — 13 ГГц). С помощью разработанной аппаратуры можно измерять диэлектрические характеристики твердых и жидких веществ относительно воздуха. В работе [57а] приведены данные для полярных жидкостей, в том числе для спиртов и водных растворов сахаров. Те же авторы предложили применять при описанных измерениях электронно-вычислительную машину, обеспечивающую сбор и обработку экспериментальных данных и Фурье-преобразование получаемых спектров. Новый импульсный метод нашел применение для определения влаги в молочных порошках. Кей и сотр. [44а ] приводят методику измерений, включающую следующие операции 1) из порошка готовят шарик массой 63 мг 2) взвешивают образец и помещают его в коаксиальную воздушную линию 3) измеряют высоту импульса с помощью осциллоскопа с градуированной шкалой, аналогового или цифрового вольтметра, двухкоординатного самописца или автоматической системы обработки данных 4) устанавливают соотношение между высотой импульса и массой воды в образце. [c.510]

Исследование диэлектрических свойств эпоксидных смол на различных стадиях отверждения показало, что с увеличением времени отверждения область максимума tgб дииольно-сегмен-тальных потерь смещается в сторону более высоких температур, а значение 1дб акс уменьшается [84]. В процессе отверждения смолы при постоянной температуре в области проявления дипольно-сегментальной релаксации максимум б (или е") смещается в сторону более низких частот, его значение понижается и соответственно уменьшается диэлектрическая проницаемость. Это дает возможность контролировать процесс от-верладения по измерениям диэлектрической проницаемости. Если время релаксации сегментального движения резко изменяется при изменении густоты сетки, то время релаксации дипольно-группового процесса, по-видимому, мало зависит от густоты сетки. У неполностью отвержденной смолы (40 % прореагировавшего отвердителя) частота, при которой б дппольно-группо-вых потерь максимален, такая же, как и у полностью отвержденной смолы. [c.100]

Для измерения диэлектрической проницаемости е и тангенса угла диэлектрических потерь tg б нами были использованы четырехплечевой мост Шеринга типа VKB с прямым отсчетом е и tg б в диапазоне частот 50—2-10 Гц. [c.241]

Наряду с описанными методами разработан целый ряд других экспериментальных способов изучения диэлектрической релаксап,ич в растворах электролитов. Для измерения диэлектрической проницаемости и потерь водных растворов хлористого натрия в интервале частот 0,7 - 4,3 ГГц был использован метод, основанный на изменении комплексного коэффициента отражения при изменении высоты столба жидкости [50]. Этот метод был распространен на целый ряд растворов полярных молекул в неполярных растворителях и применн л ся для исследования их диэлектрической релаксации [51]. Недавно было разработано несколько вариантов метода свободной волны для определения зависимости коэффициента отражения от высоты столба жидкости на частотах свыше 50 ГГц. [c.353]

Забегая несколько вперед, заметим, что наблюдаемые значения разностей —г в растворах, характеризующихся положительными отклонениями от идеальности, велики и, следовательно, (Аф) также приобретают относительно большие значени5Г. Это согласуется с утверждением, что (Аф) в таких растворах описывает мелкоструктурные флуктуации концентрации. До последнего времени исследования диэлектрических свойств концентрированных растворов в высокочастотном диапазоне почти не производились. Это объясняется не только трудностями эксперимента, но и затруднениями в теоретическом истолковании результатов измерений диэлектрической проницаемости е и диэлектрических потерь 82. Выше было показано, что вне области дисперсии электромагнитных волн отклонения диэлектрических свойств растворов от уравнений Онзагера и Клаузиуса — Мосотти могут быть вызваны влиянием флуктуаций концентрации. Естественно было предположить, что и при частотах электромагнитного поля, соответствующих области дисперсии электромагнитных волн, трудности теоретического истолкования наблюдаемых зависимостей 6) и б2 для растворов неассоциированных жидкостей могут быть преодолены или по крайней мере уменьшены, если будет выполнен учет влияния флуктуаций концентрации на б и б2 растворов. 1 еория этого вопроса изложена [37, 33, 162] (см. приложение Д). Если принять, что локальное время ре- [c.151]

Перейдем теперь к той области поглощения электромагнитных волн, которая связана с релаксацией ориентационной поляризации. Результаты измерений диэлектрической проницаемости 81 и диэлектрических потерь 82 растворов ацетон— четыреххлористый углерод при /1 = 3,21 и Я=0,815 см и температурах от О до 40° С приведены в табл. Ж-24. Там же имеются данные о и Soo растворов на основании измерений [169], а также полученные интерполяцией и экстраполяцией имеющихся значений. На рис. 43 и 44 представлены примеры наблюдаемых зависимостей ei и ег от ф. На рис. 35, 45 и 46 представлены графики Коула—Коула растворов ацетон — четыреххлористый углерод при О, 20 и 40°. Центры дуг растворов во всех случаях лежат ниже оси абсцисс, что, согласно [c.155]

Выбор метода измерения во многом зависит от того, для какой частоты надо получить данные. Поскольку с помощью одного и того же моста можно легко измерять проводимость или потери и емкость или диэлектрическую проницаемость в широком интервале частот, то мост для измерений в твердых веществах обычно наиболее удобен. При измерении диэлектрической проницаемости и потерь в широком интервале частот от 10 до 10 гц можно пользоваться емкостным мостом типа 716-С (фирмы Дженераль рэдио компани ). Мост типа 716- S1 покрывает интервал от 5-10 до гц. Другие мосты работают обычно при фиксированных частотах, но при некоторой их модификации интервал может быть несколько расширен. Интервал частот можно растянуть по крайней мере до 10 гц путем использования резонансного метода, при котором очень высокая точность определений обеспечивается резонансной настройкой контура. При частотах от 5-10 до 6-10 гц используются методы резонирующей полости и волновода. Если физические свойства материала позволяют придать образцу соответствующую форму, то слиток или брусок вещества может быть помещен для измерений в резонирующую полость или волновод [92]. Проводились измерения в широком интервале температур с веществами, которым не удавалось придать точно заданную форму, но которые вплавлялись в измерительную ячейку [85, 117]. Для измерений в миллиметровом диапазоне длин волн могут применяться оптические методы или метод волновода. Хотя для жидкостей эти методы уже дают удовлетворительные результаты [87, 108], в настоящее время их продолжают совершенствовать. [c.630]

Микинс [25] изучил некоторые клатратные соединения Дианина, 4-и-гидроксил енил-2,2,4-триметилхроман. (см. главу седьмую), а также гидрат биурета. Измерения диэлектрической проницаемости были проведены при частотах около 50 кгц для клатратов соединения Дианина с метанолом, нитрометаном, ацетоном и о-дихлорбензо-лом. Эти измерения показали, что кажущиеся дипольные моменты молекул-вгостей фактически такие же, как и моменты этих молекул при свободной ориентации. Измерения при более высоких частотах указывают на диэлектрические потери, которые, вероятно, достигают максимума в микроволновой области. [c.572]

Это задание им было успешно выполнено в рекордно короткий срок — один месяц. Затем Рентген поручил Абраму Федоровичу сопоставить два метода, предлон енных незадолго до этого немецким физиком П. Друде для измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь в изоляторах и основанных на применении высокочастотных электрических колебаний. При решении этого вопроса, так же как и всех других, которые предлагались Иоффе в дальнейшем, Рентген предоставил ему полную самостоятельность работой его он фактически не руководил, ограничиваясь скрупулезной критикой методики измерений, которая применялась А. Ф. Иоффе, и полученных с ее помощью количественных данных. В этой критике и заключалось в основном то воспитательное влияние, которое Рентген оказывал на Иоффе. Всякий, кто знаком с экспериментальными исследованиями самого Абрама Федоровича, а также с той виртуозной критикой, которой он подвергал в дальнейшем своих учеников и сотрудников, не может не заметить в них того глубокого влияния, которое он в свое время испытал на самом себе со стороны Рентгена. В этом отношении выбор руководства, подсказанный ему проф. Гезехусом, оказался весьма удачным. [c.10]

При измерении диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь при переменных частотах и постоянной температуре различные полимеры ведут себя по-разному. Если исследуемый материал обладает очень малым тангенсом угла диэлектрических потерь, например чистый политетрафторэтилен, то и второй параметр оказывается малым и оба не зависят от частоты. Напротив, если исследуются материалы с высокими значениями тангенса угла диэлектрических потерь, например фенольные смолы или поливинилхлорид, то с увеличением частоты наблюдаются сннл ение диэлектрической проницаемости и периодические изменения тангенса угла диэлектрических потерь. Обычно частотные зависи. ости диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь (произведение тангенса угла диэлектрических потерь на диэлектрическую проницаемость) представляют так, как это схематически показано на рис. 69. Максим мы диэлектрических потерь иабл ода.ются при таких значениях частот, при которых происходит наиболее резкое изменение диэлектрической проницаемости. [c.123]

Лангбейн показал, что измерения диэлектрической проницаемости и тангенса угла диэлектрических потерь могут использоваться для наблюдения за такими процессами, как полимеризация, кристаллизация и термическая деструкция полиэтилентерефталата например, удается легко различить транс- и цис-конфигурации тере-фталевых групп в полимере. Эффект кристаллизации (при растяжении) также удается зафиксировать при помощи электрических измерений (рис. 98). Можно было бы привести и другие примеры. [c.151]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология