Para medir la resistividad de un material dado, puede usar el sistema de interfaz dieléctrico 1296 (de S olartron analytical ) que está diseñado para permitir pruebas precisas de materiales sólidos de alta impedancia a temperatura ambiente de 10hHz a 10Mhz para una amplia gama de materiales , incluyendo polímeros, cerámicas, conductores de iones, dieléctricos, piezo / ferroeléctricos, etc. Explicaré más detalladamente cómo puede deducir el valor de la resistividad a partir de la medición de impedancia .
Se combina con un software fácil de usar para interpretar los resultados.
Hay tres tipos de soportes de muestra disponibles para usar con la interfaz dieléctrica:
- ¿Cómo se induce un voltaje en un cable cuando pasa a través de un campo magnético?
- ¿Por qué, en la imagen que se muestra, las líneas de campo de un campo eléctrico inducido se muestran circulares?
- ¿Por qué la austenita no es magnética?
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- ¿Son los dipolos magnéticos solo ilusiones?
– el portamuestras 12962A que tiene electrodos de 20 mm de diámetro. Consiste en dos electrodos paralelos, uno fijo (el electrodo ‘Lo’) y el otro que se puede mover al contacto con la muestra ajustando el micrómetro incorporado (el electrodo ‘Hi’). El tamaño de la región activa del electrodo Lo para el soporte de muestra estándar es de 20 mm de diámetro. El kit de electrodos 12963A está disponible para probar materiales de diferentes tamaños.
– el kit de electrodos 12963A que contiene un conjunto de electrodos fijos adicionales para analizar muestras sólidas de varios tamaños. Los diámetros de los electrodos son de 10 mm, 30 mm y 40 mm.
– el kit de electrodo de muestra líquida 12964A que tiene electrodos para usar con el 12962A para analizar muestras líquidas.
El grosor de la muestra puede variar de 0,2 a 25,4 mm y el rango de medición de la impedancia es de 1 Ohm a> 100 TOhm. Todos los 1296 titulares de muestras utilizan técnicas de anillo protector para reducir el efecto de los campos dispersos en el borde de la muestra que de lo contrario conducirían a errores de medición. El anillo protector garantiza que las líneas del campo eléctrico sean paralelas en toda la parte de la muestra que contribuye a la medición de la impedancia. El anillo protector está conectado a tierra en el soporte de la muestra, mientras que el electrodo ‘Lo’ tiene prácticamente el mismo potencial de tierra porque el convertidor de corriente a voltaje en el 1296 es un dispositivo de tierra virtual.
No existe una diferencia potencial entre el electrodo ‘Lo’ y el anillo protector y, por lo tanto, las líneas de campo en el borde del electrodo ‘Lo’ se mantienen paralelas entre sí. La impedancia de la muestra se calcula a partir de la caída de voltaje a través de la muestra y la corriente que fluye a través de la parte central. solo de la muestra donde las líneas de campo son paralelas. La corriente que fluye a través del borde de la muestra y el aire que rodea la muestra no se mide (va directamente a la tierra y, por lo tanto, no contribuye a la medición).
El software 1296 requiere conocimiento de la geometría de su muestra . El espesor de la muestra se puede leer desde una pantalla digital micrométrica (incluida como parte del soporte de la muestra). El área de la muestra se define por el área del electrodo central ‘Lo’. Estas dimensiones se utilizan en el software 1296 PC para calcular la permitividad del material (que es independiente del tamaño de la muestra), utilizando
ԑ = Cd / A
El software de medición de impedancia calcula las diferentes cantidades:
Admitancia Y *, Impedancia Z *, capacitancia compleja C *, Permitividad ԑ *, tanDelta (ԑ ” / ԑ ‘) y se representan gráficamente frente a frecuencia, tiempo, temperatura o nivel de CA. Se muestran las partes reales e imaginarias de todas las cantidades.
Aquí están los detalles del cálculo que hice para obtener la resistividad de un disco de polietileno de 1 mm de espesor de la medición de impedancia utilizando el sistema de interfaz dieléctrico 1296.
Sabemos que Z * = 1 / Y *
e Y * = jB + G = jC * w + G (1). G es la conductancia definida de la siguiente manera:
G = 1 / R = S / ρe = σS / e = σC / ԑ ‘ (porque C = ԑ’S / e)
Sin embargo, C * = ԑ * S / e = (ԑ’-jԑ ”) S / e = ԑ’S / e-jԑ”S / e = C (1-jԑ ” / ԑ ‘) (2)
Por lo tanto, (1), (2) → Y * = jCw (1-jԑ ” / ԑ ‘) + σC / ԑ’ = jCw + (C / ԑ ‘) (σ + wԑ’ ‘)
→ Re (Y *) = C / ԑ ‘(σ + wԑ’ ‘) → C / ԑ’σ = ρC / ԑ’ (para w → 0)
Por lo tanto, podemos calcular la resistividad ρ = Re (Y *) ԑ ‘/ C usando el valor de la parte real de Y * y C para bajas frecuencias (para w → 0).
Otra forma es usar el valor de la permitividad:
La admitancia compleja se puede definir como Y * = jwC * = jԑ (eq) Sw / e = jCw (1-j (ԑ ” – σ / w) / ԑ ‘) → ԑ (eq) = Ce / S (1 -j (ԑ ” – σ / w) / ԑ ‘)
ԑ (eq) significa permitividad equivalente.
→ Re (ԑ (eq)) = Ce / S = ԑ ‘
→ Im (ԑ (eq)) = – Ce / S (ԑ ” – σ / w) / ԑ ‘= – (ԑ’ ‘- σ / w)
→ Im (ԑ (eq)) = – ԑ ” + 1 / wρ → 1 / wρ (para w → 0)
Por lo tanto, para w → 0, ρ = 1 / [wIm (ԑ (eq))]
La medición de la impedancia y otras cantidades derivadas utilizando el sistema de interfaz dieléctrico 1296 le permite deducir la resistividad de su material en el rango de baja frecuencia (para w → 0).
