Установка для исследования пьезоэлектрического эффекта
ОУ – операционный усилитель, Э1 и Э2 – измерительные электроды, V – вольтметр, РУ – рычажное устройство, ПЭ – пьезоэлектрик (перемещается между измерительными электродами), F – сила нагрузки, С – конденсатор.
Пьезоэлектрик цилиндрической формы нагружается силой F (отсчет производится по шкале), которая меняется за счет перемещения груза вдоль рычага. Если силу сделать равной нулю, то заряды, вызванные на электродах, нейтрализуются. Измерение протекшего при нейтрализации заряда Q осуществляется ОУ с конденсатором в цепи обратной связи. При снятии нагрузки F весь заряд Q перейдет на конденсатор и напряжение на конденсаторе станет:
где ? – поверхностная плотность связанных зарядов, S – площадь торцевой поверхности ПЭ.
Указания по проведению наблюдени
1. Включить измерительную установку.
2. Перемещением груза установить по шкале значение силы F, начав с наименьшего. Записать установленное значение в протокол.
3. Нажатием кнопки К разрядить конденсатор.
4. Снять нагрузку с пьезоэлектрика (поднять кверху рычаг с грузом) и записать максимальное значение изменения выходного напряжения U.
5. Наблюдения по пунктам 2,3,4 выполнить для разных значений F (не менее 10 значений).
Правила пользования виртуальной установкой
1. Нажать на кнопку «Установка» в верхней части экрана для того, чтобы перейти к работе с установкой.
2. Перемещением ползунка с помощью мышки установить значение силы F, начав с наименьшего. Записать установленное значение в протокол.
3. Нажать на кнопку «Разрядить конденсатор».
4. Нажать на кнопку «Снять напряжение», записать результат в протокол.
5. Наблюдения по пунктам 2,3,4 выполнить для разных значений F (10 значений).