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).