Процессы переключения в импульсных полях в форме меандра
Как было показано в пункте 2.1.2, при выдержке образца во внешнем электрическом поле на процессы переключения поляризации влияет амплитудное значения напряжения. Таким образом, представляло интерес проведение исследований процессов переключения в импульсных полях.
В работе использовались импульсы в форме меандра. Процессы формирования петли диэлектрического гистерезиса были рассмотрены в диапазоне частот от 50 до 1500 Гц для образца площадью S = 0.25 см2. Исследования были проведены с помощью переключающих импульсов с разным значением амплитуды напряжения 850, 700 и 600 В. Соответствующие петли диэлектрического гистерезиса, а также зависимости температуры саморазогрева и переключаемой поляризации от времени выдержки представлены на рисунках 4.27 - 4.35.Интересно отметить, что при равных амплитудах подаваемого на образец напряжения, в импульсных полях минимальная частота, на которой температура достигала критического значения достаточного для трансформации петли в полную (таблица 4.3), оказывалась меньше чем при выдержке образцов в синусоидальном поле (таблица 4.2). При воздействии на образец прямоугольных импульсов, напряжение в процессе всего времени воздействия остается постоянным и равно максимальному значению, тогда как в синусоидальном поле максимальное напряжение воздействующего на образец поля достигается только в короткий интервал времени (рис. 4.36). Таким образом, уменьшение минимальной (критической) частоты электрического поля, достаточного для трансформации петли в насыщенную, по всей видимости, связано с тем, что время воздействия на образец максимального напряжения τ оказывает значительное влияние на процессы переключения при прочих равных условиях. В импульсных полях, также, как и в синусоидальном поле, наблюдалось уменьшение переключаемой поляризации с ростом частоты поля при частотах выше критической частоты
(рис.
4.28 - 4.33, рис. 4.34, б - ж, рис. 4.35, б - д). Вид зависимостей температуры саморазогрева от времени (рис. 4.28 - 4.33, в) в данном случае также аналогичен соответствующим зависимостям, имеющим место для синусоидального поля (рис. 4.17 - 4.21, в).Таблица 4.3 Максимальная температура саморазогрева, время выхода температуры на насыщение и время появления полной петли при выдержке в поле прямоугольных импульсов. E = 850 В/мм
| Частота подаваемого поля | Максимальная температура саморазогрева | Время появления полной петли | Время выхода температуры саморазогрева на насыщение |
| /Гц | T0C j- max-> | Еолн-> мин | tmc,мин |
| 50 | 40 | - | 5 |
| 100 | 60 | - | 5 |
| 140 | 70 | - | 5 |
| 150 | 200 | 3 | 5 |
| 160 | 208 | 6.5 | 8 |
| 180 | 212 | 3.75 | 5 |
| 200 | 218 | 2.5 | 3.5 |
| 300 | 222 | 0.8 | 2 |
| 400 | 215 | 0.5 | 2 |
| 500 | 210 | 0.3 | 2 |
| 600 | 217 | 0.3 | 2 |
| 800 | 208 | 0.3 | 2 |
| 1000 | 194 | 0.3 | 2 |
| 1500 | 175 | 0.3 | 2 |
Уменьшение амплитуды импульсов переключающего поля приводит к увеличению критической частоты (таблица 4.4 - 4.5) необходимой для трансформации петли в насыщенную.
Если для поля с напряженностью 850 В/мм критическая частота составляла 150 Гц (таблица 4.3, рис. 4.28, а), то для полей 700 В/мм - 360 Гц (таблица 4.4, рис. 4.34, б) и 600 В/мм - 630 Гц (таблица 4.5, рис. 4.35, б).
Рис. 4.27 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимость температуры саморазогрева (б) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм,/= 50 Гц. Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Таблица 4.4 Максимальная температура саморазогрева, время выхода температуры на насыщение и время появления полной петли при выдержке в
поле прямоугольных импульсов. E = 700 В/мм
| Частота подаваемого поля | Максимальная температура саморазогрева | Время появления полной петли | Время выхода температуры саморазогрева на насыщение |
| /Гц | T qC -lтахч>vz | tnomι∙>МИН | tnac,мин |
| 50 | 32 | - | 5 |
| 200 | 54 | - | 5 |
| 300 | 68 | - | 5 |
| 350 | 84 | - | 9 |
| 360 | 210 | 4.3 | 7 |
| 380 | 210 | 3.4 | 6.25 |
| 400 | 210 | 4.3 | 6 |
| 500 | 210 | 1.5 | 4 |
| 600 | 210 | 1.2 | 3 |
| 800 | 202 | 1 | 3 |
| 1000 | 196 | 1 | 2 |
| 1500 | 185 | 1 | 2 |
Рис. 4.28 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм, f= 150 Гц.
Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.29 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм,/=300 Гц. Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.30 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм,/=400 Гц. Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.31 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм,/=600 Гц. Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.32 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм,/= 1000 Гц. Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.33 Петля диэлектрического гистерезиса (а); зависимости переключаемой поляризации и коэрцитивного поля (б) и температуры саморазогрева (в) от времени выдержки образца ЦТС-19, S = 0.25 см2 в импульсных полях в форме меандра E= 850 В/мм, f= 1500 Гц.
Масштаб по оси ОХ: 280 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.34 Петли диэлектрического гистерезиса, полученные при выдержке в поле прямоугольных импульсов E= 700 В/мм /= (а - 50 Гц, б - 360 Гц, в - 400 Гц, г - 600 Гц, д - 800 Гц, е - 1000 Гц, ж - 1500 Гц) для образца ЦТС-19, S = 0.25 см2. Масштаб по оси ОХ: 300 В/дел, OY: 2 В/дел
Рис. 4.35 Петли диэлектрического гистерезиса, полученные при выдержке в поле прямоугольных импульсов E= 600 В/мм /= (а - 50 Гц, б - 630 Гц, в - 800 Гц, г - 1000 Гц, д - 1500 Гц) для образца ЦТС-19, S = 0.25 см2. Масштаб по оси ОХ: 300 В/дел, OY: 2 В/дел
Таблица 4.5 Максимальная температура саморазогрева, время выхода температуры на насыщение и время появления полной петли при выдержке в поле прямоугольных импульсов. E = 600 В/мм
| Частота подаваемого поля | Максимальная температура саморазогрева | Время появления полной петли | Время выхода температуры саморазогрева на насыщение |
| /Гц | T qC 1 max? vz | Соли? МИН | tmc,мин |
| 50 | 27 | - | 3 |
| 100 | 30 | - | 3 |
| 200 | 37 | - | 3 |
| 300 | 44 | - | 4 |
| 400 | 53 | - | 5 |
| 550 | 72 | - | 6 |
| 570 | 74 | - | 7 |
| 590 | 78 | - | 7 |
| 600 | 80 | - | 8 |
| 620 | 90 | - | 14 |
| 630 | 204 | - | 18 |
| 650 | 217 | 7.8 | 9 |
| 700 | 214 | 4.5 | 6 |
| 800 | 209 | 2.5 | 4 |
| 1000 | 200 | 1.5 | 3 |
| 1500 | 180 | 1 | 2 |
Рис.
4.36 Сравнение времени воздействия синусоидального напряжения, иимпульсов в форме меандра
Еще по теме Процессы переключения в импульсных полях в форме меандра:
- Процессы переключения в полях частотой 50 Гц
- Процессы переключения в синусоидальных полях разных частот
- Процессы переключения кристаллов SBN
- Анализ дисперсии процессов переключения
- Процессы глобализации и современные гуманитарные науки (Заметки на полях)
- Лекция 9. Импульсные диоды. Варикапы
- Импульсное лазерное осаждение
- Цифирь на полях
- 8.1 Оптимизация параметров резонатора мощного импульсного CO2- лазера
- 1.1 Мощные импульсные CO2- лазеры и особенности их конструкции
- Импульсный метод
- 2. 1. Феноменологическая теория поляризации в переменных полях
- Описание нелинейности BAX и эффекта переключения
- 8.2 Экспериментальное исследование когерентного сложения излучения двух широкоапертурных импульсных СО2 - лазеров
- 6.3 Деградация и восстановление медных зеркал импульсного CO2- лазера